PENETUAN POLA PENYEBARAN FLUIDAGEOTHERMAL DAN IDENTIFIKASI MINERAL BATUAN DAERAH PANAS BUMI TINGGI RAJA KABUPATEN SIMALUNGUN.
PENENTUAN POLA PENYEBARAN FLUIDA GEOTHERMAL DAN
IDENTIFIKASI MINERAL BATUAN DAERAH PANAS BUMI
TINGGI RAJA KABUPATEN SIMALUNGUN
Oleh :
Eko Afriani Banjarnahor
NIM 4103240007
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas anugerah, kasih, dan
berkat-Nya yang senantiasa melindungi, menyertai, memimpin dan membimbing
penulis, sehingga dapat menyelesaikan penyusunan dan penulisan skripsi ini.
Adapun judul skripsi ini adalah Penetuan Pola Penyebaran Fluida
Geothermal dan Identifikasi Mineral Batuan Daerah Panas Bumi Tinggi Raja
Kabupaten Simalungun, yang disusun untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri
Medan.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari
berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan
ucapan terimakasih kepada Bapak Muhammad Kadri, S.Si, M.Sc, selaku Dosen
Pembimbing Skripsi yang telah banyak memberi bimbingan, motivasi dan saransaran kepada penulis mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan
sampai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada Bapak Drs. Juniar Hutahaean, M.Si, Bapak Alkhafi Maas Siregar, M.Si
dan Ibu Rita Juliani, M.Si, selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberi
saran dan masukan mulai dari rencana penelitian sampai dengan selesainya
penulisan skripsi ini. Penulis juga berterimakasih kepada Bapak Prof. Drs.
Motlan, M.Sc.Ph.D selaku Dekan FMIPA, Ibu Derlina, M.Si selaku ketua jurusan
dan kepada dosen Pembimbing Akademik Bapak Henok Siagian, M.Si serta
seluruh Dosen Fisika Non Kependidikan yang telah berbagi ilmu dan wawasan
dengan penulis selama perkuliahan. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan
kepada Bapak Arman, S.Pd dan Bapak Sabani yang telah membantu penulis
dalam penelitian di lapangan maupun dalam analisis sampel di laboratorium.
Penulis juga bertterimakasih kepada Kepala Desa Dolok Morawa, Ibu Saida Purba
dan Bapak Sinaga selaku guide ketika penelitian. Teristimewa ucapan terimakasih
kepada Ayahanda Marisi Firman Tua Banjarnahor dan Ibunda Renti br.
Rajagukguk, atas doa dan kasih sayangnya, begitu baik dan sabar membimbing
penulis dan selalu memberikan motivasi. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada adik-adik penulis Ingke Andriani Banjanahor, Wiwi Lestari Banjarnahor,
v
Dandi Feri Pratama Banjarnahor, Joharna Banjarnahor dan Angga Celo
Banjarnahor serta keluarga besar lainnya.
Terimakasih kepada rekan seperjuangan Morley (Marusaha) dan Robet,
suka duka bersama kalian dari awal pembuatan proposal sampai penyelesaian
skripsi ini. Terimakasih kepada teman-teman Kece Hengki, Sartika, Sovian, Putra,
Filemon yang telah membantu dalam penelitian, Viky Archuleta yang membantu
dalam pengolahan data dan seluruh Nondik KECE yang tidak bisa saya sebut satu
per satu. Penulis juga berterimakasih kepada Dominic Gin_Dibata SG (Mikha,
Chanra, Darius, Hanna, Serius, Berton), Invokavit SG ( Jeje, Crisna, Putri, Risda,
Meri, Silva), Petra SG ( Imanuel, Daus, Robin, Bruce, Vimona, Delfi), atas
dukungan doa, tawa-tangis yang menjadikan saya dewasa. Kalian adalah anugerah
terindah. Terimakasih kepada koordinasi UKMKP UP FMIPA 2012, koordinasi
UKMKP 2013 & 2014, atas dukungan doa dan kerja samanya. Dan khusus kepada
my best sister, Ka Ticup (Christina Hutabarat, S.Si ) dengan kasihnya begitu setia
mendoakan, memberikan motivasi, semangat, dan teladan hidup kepada penulis.
Dan kepada seluruh keluarga besar UKMKP, baik mahasiswa maupun alumni
yang telah memberikan motivasi dan arahan. Terimakasih kepada kalian semua
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, baik dari
segi isi, penulisan, maupun kualitasnya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
saran dan kritik yang bersifat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini.
Akhirnya penulis berharap, semoga skripsi ini bermanfaat dalam
memperkaya ilmu pembaca sekalian.
Medan,
Penulis,
Agustus 2014
Eko Afriani Banjarnahor
iii
PENENTUAN POLA PENYEBARAN FLUIDA GEOTHERMAL DAN
IDENTIFIKASI MINERAL BATUAN DAERAH PANAS BUMI
TINGGI RAJA KABUPATEN SIMALUNGUN
Eko Afriani Banjarnahor (NIM 4103240007)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian metode geolistrik resistivitas pada tanggal 19
Juni 2014 di daerah panas bumi Tinggi Raja Desa Dolok Morawa Kabupaten
Simalungun, secara geografis berada pada koordinat 02º36’- 03º18’ Lintang Utara
dan 98º32’- 99º35’ Bujur Timur. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pola
penyebaran fluida geothermal di bawah permukaan bumi dengan menggunakan
metode geolistrik dan mengidentifikasi mineral penyusun batuan dengan uji XRD
pada daerah panas bumi Tinggi Raja.
Metode geolistrik digunakan untuk memberikan gambaran lapisan di
bawah permukaan sebagai gambaran geologi bawah permukaan yang mengacu
pada pemetaan data resistivitas lapisan bawah permukaan. Data pengukuran di
lapangan berupa beda potensial dan arus dapat digunakan untuk menghitung harga
resistivitas semu (Apparent Resistivity). Kemudian data resistivitas semu tersebut
diinversi menggunakan software Res2dinv, sehingga menghasilkan resistivitas
sebenarnya yang diinterpretasikan dengan kode warna. Kemudian uji XRD
digunakan untuk mengidentifikasi material kristalit maupun non-kristalit dengan
memanfaatkan radiasi gelombang elektromagnetik sinar-X, dengan cara
menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.
Data yang diperoleh dari XRD berupa intensitas difraksi sinar-X yang terdifraksi
dan sudut-sudut 2θ.
Dari hasil penelitian diperoleh pola penyebaran fluida geothermal tersebar
secara vertikal, menuju manisfestasi panas bumi (danau biru), dimana lapisan
lempung sebagai zona konduktif dengan nilai resistivitas 7,89 – 80 Ωm dan
lapisan penudung berupa batu gamping dengan nilai resistivitas > 600 Ωm.
Mineral utama penyusun batuan adalah Calcite (CaCO3) dengan system Kristal
trigonal (hexagonal), yang merupakan mineral penyusun utama batu gamping
Kata Kunci: Metode Geolistrik, Nilai Resistivitas, Uji XRD.
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Lampiran
xi
Daftar Tabel
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Identifikasi Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Rumusan Masalah
1.5. Tujuan Penelitian
1.6. Manfaat Penelitian
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kondisi Lokasi Penelitian
2.2. Panas Bumi (Geothermal)
2.2.1.Pengertian Panas Bumi
2.2.2. Terjadinya Sistem Panas Bumi
2.2.3. Komponen Sistem Panas Bumi
2.2.4. Tipe Sistem Panas Bumi
2.2.5. Manisfestasi Permukaan
2.2.6. Konservasi Panas Bumi
2.2.7.Sistem Panas Bumi di Indonesia
2.2.8. Potensi Sumber Daya Panas Bumi di Indonesia
2.3. Sifat Listrik Dalam Batuan
2.3. Hambatan Jenis Batuan
2.4. Aliran Listrik Dalam Bumi
2.5. Metode Tahanan Jenis
2.5.1 Konfigurasi Schlumberger
2.6. Metode XRD (X-Ray Diffraction)
x
1
4
4
5
5
5
6
6
6
7
9
12
14
15
16
17
19
19
23
21
25
27
vii
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2. Alat Penelitian
3.3. Diagram Alir Penelitian
3.4. Prosedur Penelitian
3.5. Teknik Pengambilan Data
3.6. Analisis dan Interpretasi Data
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.2. Pembahasan
4.2.1. Geolistrik
4.2.2. Uji XRD
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
29
29
29
29
31
32
34
34
36
39
37
44
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
48
48
DAFTAR PUSTAKA
49
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 3.2.1
Tabel 3.2.2.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Data Sensus Penduduk Kabupaten Simalungun 20123
Klasifikasi Reservoir Panas Bumi Berdasarkan
Halaman
Pemanfaatan dan Teknologinya
14
Nilai Resistivitas dari Berbagai Tipe Batuan
22
Potensi Sumber Panas Bumi di Indonesia
Alat dan Spesifikasi Penelitian
18
29
Spesifikasi Geolistrik
30
Komposisi Kimia Sampel Penelitian
46
Hasil Pengukuran Di Lapangan
36
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Perpindahan Panas Di Bawah Permukaan
Gambar 2.3.
Skematik Sistem Geothermal Hidrotermal
Gambar 2.2.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Model Zona Subduksi
Model Konseptual Sistem Panasbumi yang
Berasosiasi dengan Sumber Panas Magmatik
Skema Diagram Alir PLTPB
Potensial Sumber Panas Bumi di Indonesia
Pola Aliran Listrik Yang Dipancarkan Dan Distribusi
Gambar 2.9.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Berhingga
Pola Aliran Listrik Yang Dipancarkan Dan Distribusi
Beda Potensial Yang Dihasilkan Oleh Elektroda Arus
Ganda Di Permukaan Medium Setengah Tak Berhingga
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
18
23
25
33
Kontur Daerah Penelitian
37
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Pertama
Gambar 4.6.
16
Skin Depth Resisitivitas ARES
Diagram Alir Penelitian
Gambar 4.3.
Gambar 4.5.
12
26
Rekahan di Atas Permukaan Lokasi Penelitian
Gambar 4.4.
11
Konfigurasi Schlumberger
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
8
Potensial Yang Dihasilkan Oleh Elektroda Arus
Tunggal Di Permukaan Medium Setengah Tak
Gambar 2.8.
7
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Pertama
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Kedua
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Kedua
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Ketiga
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Ketiga
31
37
38
39
40
41
42
43
ix
Gambar 4.9.
Kontur Per Kedalaman
44
Gambar 4.11.
Difraktogram Sampel B
46
Gambar 4.10.
Difraktogram Sampel A
45
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Peta lokasi Penelitian
Lampiran 2.
Peta Geologi Lokasi Penelitian
Lampiran 4.
Legenda Peta Geologi
Lampiran 3.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Halaman
51
52
Color Map Peta Geologi
53
Tabel Data Lintasan
55
Kontur Isoresistivitas Pada Penampang
Kedalaman Semu Penelitian
54
75
Hasil Uji XRD
77
Dokumentasi Penelitian
88
Alat Penelitian
Lampiran 10. Surat Penugasan Dosen Pembimbing Skripsi
Lampiran 11. Surat Izin Penelitian Kepada Kepala Desa
87
91
Dolok Morawa dan Laboratorium Fisika Unimed
92
Dolok Morawa
93
Lampiran 12. Surat Keterangan Penelitian dari Kepala Desa
Lampiran 13. Surat Keterangan Penelitian dari Fisika Unimed
94
1
BAB I
1.1. Latar Belakang
PENDAHULUAN
Energi merupakan kebutuhan mutlak yang diperlukan dalam kehidupan
manusia, serta ketersediaannya memberikan pengaruh besar terhadap kemajuan
pembangunan. Meningkatnya aktivitas manusia dan besarnya tuntutan untuk
mendapatkan kepraktisan dan kenyamanan hidup manusia, berakibat pada
meningkatnya konsumsi energi. Berdasarkan data Direktorat Jenderal Energi Baru
Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian ESDM (2012), dalam beberapa
tahun terakhir pertumbuhan konsumsi energi Indonesia mencapai 7% per tahun.
Angka tersebut berada di atas pertumbuhan konsumsi energi dunia yaitu 2,6% per
tahun. Konsumsi energi Indonesia yang cukup tinggi tersebut hampir 95%
dipenuhi dari bahan bakar fosil. Dari total tersebut, 50%-nya merupakan Bahan
Bakar Minyak (BBM). Saat ini, Indonesia hanya memiliki cadangan BBM
terbukti minyak 3,7 miliar barel atau 0,3% dari cadangan terbukti dunia. Hal ini
yang membuat pemerintah menghemat bahan bakar energi dan terus mencari
sumber energi alternatif untuk memenuhi kebutuhannya. Salah satu sumber energi
yang diharapkan sebagai energi alternatif adalah energi panas bumi (Gita, 2013).
Energi panas bumi adalah energi panas yang tersimpan dalam fluida dan
batuan di bawah permukaan bumi. Potensi panas bumi Indonesia mencapai 40 %
dari potensi panas bumi di dunia. Potensi energi panas bumi yang dimiliki
Indonesia mencapai 28.000 MWe dengan potensi sumber daya 13.440 Mwe.
Potensi tersebut setara dengan konsumsi listrik untuk 31 juta konsumen rumah
tangga pemakai daya 900 volt ampere (VA) atau 62 juta rumah tangga konsumen
golongan terbawah (450 VA) di Indonesia.
Penggunaan energi panas bumi untuk pembangkit tenaga listrik hanya
sekitar 3 % dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN. Hal ini disebabkan
lokasi potensi panas bumi yang berada dalam kawasan hutan. Pengembangan
panas bumi di kawasan hutan masih menghadapi banyak hambatan, terutama
ketidaksinkronan regulasi pemerintah di sektor energi dan kehutanan. Data
Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian
2
Energi dan Sumber Daya Mineral (KESDM) tahun 2010 menyebutkan potensi
panas bumi yang berada dalam kawasan hutan konservasi sebanyak 41 titik
dengan kapasitas 5.935 MW, dalam kawasan hutan lindung (46 titik) dengan
potensi 6.623 MW, dan dalam kawasan hutan produksi (37 titik) dengan potensi
3.670 MW. Para pelestari lingkungan masih melihat kegiatan panas bumi di
kawasan hutan berisiko terhadap kelestarian ekosistem hutan. Beberapa upaya
untuk mengatasi kendala kebijakan itu telah dan sedang dilakukan pemerintah
yang didukung kalangan praktisi panas bumi. Pihak KESDM masih berupaya
merevisi Undang-Undang Nomor 27 Tahun 2003 tentang Panas Bumi, sedangkan
Kementerian Kehutanan berupaya merevisi Undang-Undang Nomor 5 Tahun
1990 tentang Konservasi Sumber Daya Alam Hayati dan Ekosistemnya ( WWF,
2013).
Kabupaten Simalungun terletak antara 02º36’- 03º18’ Lintang Utara dan
98º32’- 99º35’ Bujur Timur dengan luas 4.386,60 km2 . Berdasarkan data sensus
penduduk kabupaten Simalungun tahun 2013 jumlah penduduk Simalungun setiap
tahunnya meningkat, seperti yang ditunjukkan pada tabel 1.1 di bawah ini.
Tabel 1.1. Data Sensus Penduduk Kabupaten Simalungun (2012).
2008
Jumlah
Penduduk
853.112
Pertumbuhan
Penduduk (%)
1
Kepadatan Penduduk
(jiwa/km2)
194
2010
817.720
5
187
2012
830.986
-
190
No Tahun
1.
2.
3.
4.
5.
2009
2011
859.879
828.778
1
1
Sumber : BPS Provinsi Sumatera Utara, 2013.
-
189
Kebutuhan Listrik di kabupaten Simalungun di pasok oleh PLN wilayah
II. Sekitar 6,22 % rumah tangga di Simalungun belum menikmati penerangan
listrik PLN (Badan Pusat Statistika, 2013).
3
Berdasarkan peta geologi, kabupaten Simalungun memiliki potensi sumber
panas bumi yang terletak di Kecamatan Silau kahean, desa Dolok Morawa.
Beberapa penelitian pernah dilakukan di panas bumi Tinggi Raja, diantaranya
penyelidikan
oleh Kelompok Program Penelitian Panas Bumi (2006),
menyatakan fluida di Daerah Panas Bumi Dolok Marawa bersifat netral,
didominasi air panas (hot water-dominated), geothermometer fluida 180 °C,
termasuk dalam kategori entalpi sedang dan potensi cadangan terduga 49-50
Mwe. Kemudian Tambunan (2010), mengemukakan suhu air permukaan pada
panas bumi Dolok Morawa adalah 60 0C – 66,5 0C dengan pH netral sebesar 6,48-
7,63 dengan kosentrasi rata-rata unsur yang paling banyak adalah kalsium
mencapai 135,81 Ppm, selanjutnya unsur kedua adalah Natrium (108,97 Ppm) dan
Silika (82,28 Ppm) serta unsur yang paling sedikit adalah Kalium sebesar 30,44
Ppm.
Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang
mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya
di permukaan bumi. Geolistrik tersebut didasarkan pada parameter fisis yaitu
hambatan jenis (resistivitas) untuk mengkarakterisasikan keadaan fisis bawah
permukaan yang diasosiasikan dengan material dan kondisi bawah permukaan
(Farid, dkk., 2008).
Konfigurasi geolistrik yang digunakan adalah konfigurasi schlumberger.
Konfigurasi schlumberger biasa dilakukan sebagai salah satu metode yang
diterapkan pada penyelidikan terpadu dengan tujuan mempelajari struktur tahanan
jenis daerah penyelidikan terutama dalam membantu membatasi daerah prospek
panas bumi. Keuntungan konfigurasi schlumberger dibandingkan dengan
konfigurasi lain adalah konfigurasi schlumberger dipakai untuk penyelidikan
lebih dalam dan lebih sedikit membutuhkan pekerja karena elektro dan potensial
jarang dipakai. Untuk hasil pemodelan 2-D (dua dimensi) didapatkan dari
pengolahan data resistivitas dengan menggunakan program Res2Dinv sehingga
diperoleh model penampang dua dimensi bawah permukaan sepanjang lintasan
dimana nilai tahanan jenisnya dibedakan berdasarkan warna untuk melihat nilai
resistivitas pada setiap lapisan (Naibaho, 2011).
4
Cara yang paling akurat untuk mengidentifikasi mineral batuan yaitu
melalui metoda analisa difraksi sinar- X (Xray diffraction). Analisis XRD
merupakan metode yang dapat memberikan informasi mengenai jenis mineral
yang terdapat dalam suatu batuan. Data hasil XRD tersebut kemudian dianalisis
untuk mengetahui karakteristik tiap mineral, persentase mineral, dan tingkat
kristalinitas mineral (Silaban, 2001).
Berdasarkan uraian masalah dan informasi di atas, maka perlu dilakukan
penelitian dengan judul “ Penentuan Pola Penyebaran Fluida Geothermal dan
Identifikasi Mineral Batuan Daerah Panas Bumi Tinggi Raja Kabupaten
Simalungun “
1.2. Identifikasi Masalah
Adapun identifikasi masalah berdasarkan latar belakang di atas adalah :
1. Cadangan bahan bakar minyak Indonesia terbatas sedangkan kebutuhan
energi semakin meningkat.
2. Penggunaan energi panas bumi di Indonesia masih sedikit yaitu sekitar 3
% dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN.
3. Sekitar 6,22 % rumah tangga di Simalungun belum menikmati penerangan
listrik PLN.
1.3. Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini dilakukan di tiga lintasan yang berbeda di daerah panas bumi
Tinggi Raja desa Dolok Morawa.
2. Resistivitas batuan di bawah permukaan daerah panas bumi Tinggi Raja
diperoleh
dengan
schlumberger.
metode
geolistrik
hambatan
jenis
konfigurasi
3. Mineral penyusun batuan di daerah panas bumi Tinggi raja diperoleh
dengan menggunakan uji XRD (X-Ray Difraction).
5
1.4. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian dari batasan masalah maka masalah yang akan dibahas
dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana
mengetahui
pola
penyebaran
fluida
geothermal
berdasarkan nilai resistivitas (hambat jenis) dari lapisan-lapisan batuan
di bawah permukaan daerah panas bumi Tinggi Raja desa Dolok
Morawa ?
2. Bagaimana mengetahui mineral penyusun batuan di daerah panas bumi
Tinggi Raja dengan menggunakan uji XRD ?
1.5. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pola penyebaran fluida geothermal di bawah permukaan bumi
pada tiga lintasan yang berbeda berdasarkan nilai hambatan jenis dari
lapisan-lapisan batuan di daerah panas bumi Tinggi Raja desa Dolok
Morawa Kabupaten Simalungun.
2. Mengetahui mineral penyusun batuan pada daerah panas bumi Tinggi
Raja.
1.6. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Sebagai bahan informasi penelitian tentang sumber panas bumi yang ada
di Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi untuk eksplorasi selanjutnya untuk mendapatkan
prospek potensi panas bumi sebagai tenaga pembangkit listrik.
48
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar secara
lateral, mengarah ke manefestasi panas bumi (danau biru), dimana lapisan
lempung sebagai zona konduktif dengan nilai resistivitas pada lintasan I
antara 9,09-80 Ωm, lintasan II antara 7,89-80 Ωm, dan lintasan III antara
40-80 Ωm. Sedangkan lapisan penudung pada ketiga lintasan berupa batu
gamping dengan resistivitas >600 Ωm.
2. Mineral utama penyusun batuan panas bumi Tinggi Raja adalah kalsit
(CaCO3) dengan sistem kristal trigonal (hexagonal). Mineral tersebut
merupakan mineral penyusun utama batu gamping.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu :
1. Memperluas daerah penelitian untuk melihat pola penyebaran fluida panas
bumi lebih terinci.
2. Menggunakan metode geofisika yang lain seperti metode geomagnet untuk
menguatkan informasi tentang pola penyebaran fluida geothermal di
daerah tersebut.
49
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistika, (2013), Statistika Daerah Kabupaten Simalungun 2013.
Badan Pusat Statistika Kabupaten Simalungun, Pematang Siantar,
http://simalungunkab.bps.go.id/ ( diakses pada 15 Januari 2014).
Badan Geologi, (2010), Hidup di Atas Tiga Lempeng : Energi, Mineral dan
Geodiversity, Badan Geologi, Kementerian Energi dan Sumber Daya
Mineral, Bandung.
Broto, S., Afifah, R., (2008), Pengolahan Data Geolstrik Dengan Metode
Schlumberger, Jurnal Teknik 29 : 120-128.
Departemen Fisika, (2012), Laboratorium Analisis Bahan (Pengujian dan Analisis
Data), FMIPA IPB, Bogor.
Dipippo, R., (2008), Geothermal Power Plants:Principles, Applications, Case
Studies and Enviromental Impact 2nd Ed, Elsevier, Linacre House Jordan
Hill, Oxford OX2 8DP, UK.
Farid, M., Hadi, A.I , Fetusianti, (2008), Analisis Resistivitas Batuan Berdasarkan
Data Geolistrik Untuk Memprediksi Sumber Panas Bumi, Jurnal Sains
MIPA 14 :79-84.
Gita, L., (2013), Geothermal : Jawaban Kebutuhan Energi Indonesia
(http://m.kompasiana.com/post/read/611728/3/geothermal-jawabankebutuhan-energi-indonesia), akses pada 10 maret 2014.
Glassley, WE., (2010), Geothermal Energy : Renewable Energy and the
Enviroment, CRC Press, Boca Raton.
Kadir, A., (1987), Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi
Ekonomi, UI-Pres, Jakarta.
Lenat, J.F, dkk, (2000), Geoelectrical structure of the central zone of Piton de la
Fournaise volcano (Réunion), Bull Volcanol, 62 : 75-89.
Loke, M.H., Barker, R.D., (1996), Rapid Least-Square Inversion of Apparent
Resistivity Pseudosection by A Quasi-newton, Geophysics Prospecting,
Vol.44.
Loke, M.H., (2004), Tutorial : 2-D and 3-D Electrical Imaging Suveys, email :
drmhloke@yahoo.com.
Muallifah, F., (2009), Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivtas Tanah,
Jurnal Neutrino 1 : 179-197.
50
Milsom, J., (2003), Field Geophysics : Third Edition, West Sussex PO19 SQ,
England
Naibaho, E., (2011), Menentukan Resisitivitas Dan Pola Penyebaran Fluida
Geothermal Dengan Z Menggunkan Metode Geolistrik Daerah Panas
Bumi Rianiate Kecamatan Pangururuan, Skripsi FMIPA, Universitas
Negeri Medan, Medan.
Niarti, D., Rifai, H., Mufit F., (2013), Penentuan Jenis Mineral Magnetik Guano
Dari Gua Solek Dan Gua Rantai Kecamatan Lareh Sago Halaban
Kabupaten Lima Puluh Kota Menggunakan Metode X-Ray Diffraction,
Pillar Of Physics 1 : 52-59.
Santoso, D., (2002), Pengantar Teknik Geofisika, Departemen Teknik Geofisika
ITB, Bandung.
Silaban, M., (2001), Studi Mineral Lempung Hidrotermal Dan Aplikasinya Untuk
Operasi Pemboran Panas bumi (Studi Kasus : Prospek Panasbumi
Ulubelu, Lampung, Proceeding Of The 5th Inaga Annual Scientific
Conference & Exhibitions 5 : 7-10.
Sukhyar, R., Danar, A., (2010), Energi Panas Bumi di Indonesia Kebijakan dan
Pengembangan dan Keputusan Investasi, Badan Geologi, Bandung.
Suparno, S., (2009), Energi PanasBumi : A present from the heart of the earth
edisi I, Departemen Fisika-FMIPA, Universitas Indonesia, Jakarta.
Tambunan, T., (2010), Perhitungan Suhu Reservoir Dengan Menggunakan
Persamaan Geothermal Empiris Daerah Panas Bumi Dolok Morawa
Kabupaten Simalungun, Skripsi FMIPA, Universitas Negeri Medan,
Medan.
Telford,W.M., Gerald LP., Sheriff R., (1990), Applied Geophysics Second
Edition, Cambridge University Press, New York.
Utami, P., (1998), Energi Panas Bumi (Sebuah Gambaran Umum), Jurnal Energi
2 : 39-42.
Utami, P., dkk, (2013), Berwisata dan Belajar Tentang Energi Panas Bumi di
Lahendong, Pustaka Geo, Yogyakarta.
Wachtel, A., (2010), Energy Today: Geothermal Energy, Developed for Chelsea
House, New York.
WWF Indonesia, (2013), Panduan Kelestarian untuk Pemanfaatan Panas Bumi,
British Embassy, Jakarta.
IDENTIFIKASI MINERAL BATUAN DAERAH PANAS BUMI
TINGGI RAJA KABUPATEN SIMALUNGUN
Oleh :
Eko Afriani Banjarnahor
NIM 4103240007
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas anugerah, kasih, dan
berkat-Nya yang senantiasa melindungi, menyertai, memimpin dan membimbing
penulis, sehingga dapat menyelesaikan penyusunan dan penulisan skripsi ini.
Adapun judul skripsi ini adalah Penetuan Pola Penyebaran Fluida
Geothermal dan Identifikasi Mineral Batuan Daerah Panas Bumi Tinggi Raja
Kabupaten Simalungun, yang disusun untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri
Medan.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari
berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan
ucapan terimakasih kepada Bapak Muhammad Kadri, S.Si, M.Sc, selaku Dosen
Pembimbing Skripsi yang telah banyak memberi bimbingan, motivasi dan saransaran kepada penulis mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan
sampai penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada Bapak Drs. Juniar Hutahaean, M.Si, Bapak Alkhafi Maas Siregar, M.Si
dan Ibu Rita Juliani, M.Si, selaku Dosen Penguji yang telah banyak memberi
saran dan masukan mulai dari rencana penelitian sampai dengan selesainya
penulisan skripsi ini. Penulis juga berterimakasih kepada Bapak Prof. Drs.
Motlan, M.Sc.Ph.D selaku Dekan FMIPA, Ibu Derlina, M.Si selaku ketua jurusan
dan kepada dosen Pembimbing Akademik Bapak Henok Siagian, M.Si serta
seluruh Dosen Fisika Non Kependidikan yang telah berbagi ilmu dan wawasan
dengan penulis selama perkuliahan. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan
kepada Bapak Arman, S.Pd dan Bapak Sabani yang telah membantu penulis
dalam penelitian di lapangan maupun dalam analisis sampel di laboratorium.
Penulis juga bertterimakasih kepada Kepala Desa Dolok Morawa, Ibu Saida Purba
dan Bapak Sinaga selaku guide ketika penelitian. Teristimewa ucapan terimakasih
kepada Ayahanda Marisi Firman Tua Banjarnahor dan Ibunda Renti br.
Rajagukguk, atas doa dan kasih sayangnya, begitu baik dan sabar membimbing
penulis dan selalu memberikan motivasi. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada adik-adik penulis Ingke Andriani Banjanahor, Wiwi Lestari Banjarnahor,
v
Dandi Feri Pratama Banjarnahor, Joharna Banjarnahor dan Angga Celo
Banjarnahor serta keluarga besar lainnya.
Terimakasih kepada rekan seperjuangan Morley (Marusaha) dan Robet,
suka duka bersama kalian dari awal pembuatan proposal sampai penyelesaian
skripsi ini. Terimakasih kepada teman-teman Kece Hengki, Sartika, Sovian, Putra,
Filemon yang telah membantu dalam penelitian, Viky Archuleta yang membantu
dalam pengolahan data dan seluruh Nondik KECE yang tidak bisa saya sebut satu
per satu. Penulis juga berterimakasih kepada Dominic Gin_Dibata SG (Mikha,
Chanra, Darius, Hanna, Serius, Berton), Invokavit SG ( Jeje, Crisna, Putri, Risda,
Meri, Silva), Petra SG ( Imanuel, Daus, Robin, Bruce, Vimona, Delfi), atas
dukungan doa, tawa-tangis yang menjadikan saya dewasa. Kalian adalah anugerah
terindah. Terimakasih kepada koordinasi UKMKP UP FMIPA 2012, koordinasi
UKMKP 2013 & 2014, atas dukungan doa dan kerja samanya. Dan khusus kepada
my best sister, Ka Ticup (Christina Hutabarat, S.Si ) dengan kasihnya begitu setia
mendoakan, memberikan motivasi, semangat, dan teladan hidup kepada penulis.
Dan kepada seluruh keluarga besar UKMKP, baik mahasiswa maupun alumni
yang telah memberikan motivasi dan arahan. Terimakasih kepada kalian semua
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, baik dari
segi isi, penulisan, maupun kualitasnya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan
saran dan kritik yang bersifat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini.
Akhirnya penulis berharap, semoga skripsi ini bermanfaat dalam
memperkaya ilmu pembaca sekalian.
Medan,
Penulis,
Agustus 2014
Eko Afriani Banjarnahor
iii
PENENTUAN POLA PENYEBARAN FLUIDA GEOTHERMAL DAN
IDENTIFIKASI MINERAL BATUAN DAERAH PANAS BUMI
TINGGI RAJA KABUPATEN SIMALUNGUN
Eko Afriani Banjarnahor (NIM 4103240007)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian metode geolistrik resistivitas pada tanggal 19
Juni 2014 di daerah panas bumi Tinggi Raja Desa Dolok Morawa Kabupaten
Simalungun, secara geografis berada pada koordinat 02º36’- 03º18’ Lintang Utara
dan 98º32’- 99º35’ Bujur Timur. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pola
penyebaran fluida geothermal di bawah permukaan bumi dengan menggunakan
metode geolistrik dan mengidentifikasi mineral penyusun batuan dengan uji XRD
pada daerah panas bumi Tinggi Raja.
Metode geolistrik digunakan untuk memberikan gambaran lapisan di
bawah permukaan sebagai gambaran geologi bawah permukaan yang mengacu
pada pemetaan data resistivitas lapisan bawah permukaan. Data pengukuran di
lapangan berupa beda potensial dan arus dapat digunakan untuk menghitung harga
resistivitas semu (Apparent Resistivity). Kemudian data resistivitas semu tersebut
diinversi menggunakan software Res2dinv, sehingga menghasilkan resistivitas
sebenarnya yang diinterpretasikan dengan kode warna. Kemudian uji XRD
digunakan untuk mengidentifikasi material kristalit maupun non-kristalit dengan
memanfaatkan radiasi gelombang elektromagnetik sinar-X, dengan cara
menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.
Data yang diperoleh dari XRD berupa intensitas difraksi sinar-X yang terdifraksi
dan sudut-sudut 2θ.
Dari hasil penelitian diperoleh pola penyebaran fluida geothermal tersebar
secara vertikal, menuju manisfestasi panas bumi (danau biru), dimana lapisan
lempung sebagai zona konduktif dengan nilai resistivitas 7,89 – 80 Ωm dan
lapisan penudung berupa batu gamping dengan nilai resistivitas > 600 Ωm.
Mineral utama penyusun batuan adalah Calcite (CaCO3) dengan system Kristal
trigonal (hexagonal), yang merupakan mineral penyusun utama batu gamping
Kata Kunci: Metode Geolistrik, Nilai Resistivitas, Uji XRD.
vi
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Halaman
i
ii
iii
iv
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Lampiran
xi
Daftar Tabel
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Identifikasi Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Rumusan Masalah
1.5. Tujuan Penelitian
1.6. Manfaat Penelitian
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kondisi Lokasi Penelitian
2.2. Panas Bumi (Geothermal)
2.2.1.Pengertian Panas Bumi
2.2.2. Terjadinya Sistem Panas Bumi
2.2.3. Komponen Sistem Panas Bumi
2.2.4. Tipe Sistem Panas Bumi
2.2.5. Manisfestasi Permukaan
2.2.6. Konservasi Panas Bumi
2.2.7.Sistem Panas Bumi di Indonesia
2.2.8. Potensi Sumber Daya Panas Bumi di Indonesia
2.3. Sifat Listrik Dalam Batuan
2.3. Hambatan Jenis Batuan
2.4. Aliran Listrik Dalam Bumi
2.5. Metode Tahanan Jenis
2.5.1 Konfigurasi Schlumberger
2.6. Metode XRD (X-Ray Diffraction)
x
1
4
4
5
5
5
6
6
6
7
9
12
14
15
16
17
19
19
23
21
25
27
vii
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2. Alat Penelitian
3.3. Diagram Alir Penelitian
3.4. Prosedur Penelitian
3.5. Teknik Pengambilan Data
3.6. Analisis dan Interpretasi Data
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
4.2. Pembahasan
4.2.1. Geolistrik
4.2.2. Uji XRD
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
29
29
29
29
31
32
34
34
36
39
37
44
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
48
48
DAFTAR PUSTAKA
49
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 3.2.1
Tabel 3.2.2.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Data Sensus Penduduk Kabupaten Simalungun 20123
Klasifikasi Reservoir Panas Bumi Berdasarkan
Halaman
Pemanfaatan dan Teknologinya
14
Nilai Resistivitas dari Berbagai Tipe Batuan
22
Potensi Sumber Panas Bumi di Indonesia
Alat dan Spesifikasi Penelitian
18
29
Spesifikasi Geolistrik
30
Komposisi Kimia Sampel Penelitian
46
Hasil Pengukuran Di Lapangan
36
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Perpindahan Panas Di Bawah Permukaan
Gambar 2.3.
Skematik Sistem Geothermal Hidrotermal
Gambar 2.2.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Model Zona Subduksi
Model Konseptual Sistem Panasbumi yang
Berasosiasi dengan Sumber Panas Magmatik
Skema Diagram Alir PLTPB
Potensial Sumber Panas Bumi di Indonesia
Pola Aliran Listrik Yang Dipancarkan Dan Distribusi
Gambar 2.9.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Berhingga
Pola Aliran Listrik Yang Dipancarkan Dan Distribusi
Beda Potensial Yang Dihasilkan Oleh Elektroda Arus
Ganda Di Permukaan Medium Setengah Tak Berhingga
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
18
23
25
33
Kontur Daerah Penelitian
37
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Pertama
Gambar 4.6.
16
Skin Depth Resisitivitas ARES
Diagram Alir Penelitian
Gambar 4.3.
Gambar 4.5.
12
26
Rekahan di Atas Permukaan Lokasi Penelitian
Gambar 4.4.
11
Konfigurasi Schlumberger
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
8
Potensial Yang Dihasilkan Oleh Elektroda Arus
Tunggal Di Permukaan Medium Setengah Tak
Gambar 2.8.
7
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Pertama
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Kedua
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Kedua
Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan Ketiga
Penampang Kontur Resistivitas dengan Topografi
Lintasan Ketiga
31
37
38
39
40
41
42
43
ix
Gambar 4.9.
Kontur Per Kedalaman
44
Gambar 4.11.
Difraktogram Sampel B
46
Gambar 4.10.
Difraktogram Sampel A
45
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Peta lokasi Penelitian
Lampiran 2.
Peta Geologi Lokasi Penelitian
Lampiran 4.
Legenda Peta Geologi
Lampiran 3.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Lampiran 7.
Lampiran 8.
Lampiran 9.
Halaman
51
52
Color Map Peta Geologi
53
Tabel Data Lintasan
55
Kontur Isoresistivitas Pada Penampang
Kedalaman Semu Penelitian
54
75
Hasil Uji XRD
77
Dokumentasi Penelitian
88
Alat Penelitian
Lampiran 10. Surat Penugasan Dosen Pembimbing Skripsi
Lampiran 11. Surat Izin Penelitian Kepada Kepala Desa
87
91
Dolok Morawa dan Laboratorium Fisika Unimed
92
Dolok Morawa
93
Lampiran 12. Surat Keterangan Penelitian dari Kepala Desa
Lampiran 13. Surat Keterangan Penelitian dari Fisika Unimed
94
1
BAB I
1.1. Latar Belakang
PENDAHULUAN
Energi merupakan kebutuhan mutlak yang diperlukan dalam kehidupan
manusia, serta ketersediaannya memberikan pengaruh besar terhadap kemajuan
pembangunan. Meningkatnya aktivitas manusia dan besarnya tuntutan untuk
mendapatkan kepraktisan dan kenyamanan hidup manusia, berakibat pada
meningkatnya konsumsi energi. Berdasarkan data Direktorat Jenderal Energi Baru
Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian ESDM (2012), dalam beberapa
tahun terakhir pertumbuhan konsumsi energi Indonesia mencapai 7% per tahun.
Angka tersebut berada di atas pertumbuhan konsumsi energi dunia yaitu 2,6% per
tahun. Konsumsi energi Indonesia yang cukup tinggi tersebut hampir 95%
dipenuhi dari bahan bakar fosil. Dari total tersebut, 50%-nya merupakan Bahan
Bakar Minyak (BBM). Saat ini, Indonesia hanya memiliki cadangan BBM
terbukti minyak 3,7 miliar barel atau 0,3% dari cadangan terbukti dunia. Hal ini
yang membuat pemerintah menghemat bahan bakar energi dan terus mencari
sumber energi alternatif untuk memenuhi kebutuhannya. Salah satu sumber energi
yang diharapkan sebagai energi alternatif adalah energi panas bumi (Gita, 2013).
Energi panas bumi adalah energi panas yang tersimpan dalam fluida dan
batuan di bawah permukaan bumi. Potensi panas bumi Indonesia mencapai 40 %
dari potensi panas bumi di dunia. Potensi energi panas bumi yang dimiliki
Indonesia mencapai 28.000 MWe dengan potensi sumber daya 13.440 Mwe.
Potensi tersebut setara dengan konsumsi listrik untuk 31 juta konsumen rumah
tangga pemakai daya 900 volt ampere (VA) atau 62 juta rumah tangga konsumen
golongan terbawah (450 VA) di Indonesia.
Penggunaan energi panas bumi untuk pembangkit tenaga listrik hanya
sekitar 3 % dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN. Hal ini disebabkan
lokasi potensi panas bumi yang berada dalam kawasan hutan. Pengembangan
panas bumi di kawasan hutan masih menghadapi banyak hambatan, terutama
ketidaksinkronan regulasi pemerintah di sektor energi dan kehutanan. Data
Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi Kementerian
2
Energi dan Sumber Daya Mineral (KESDM) tahun 2010 menyebutkan potensi
panas bumi yang berada dalam kawasan hutan konservasi sebanyak 41 titik
dengan kapasitas 5.935 MW, dalam kawasan hutan lindung (46 titik) dengan
potensi 6.623 MW, dan dalam kawasan hutan produksi (37 titik) dengan potensi
3.670 MW. Para pelestari lingkungan masih melihat kegiatan panas bumi di
kawasan hutan berisiko terhadap kelestarian ekosistem hutan. Beberapa upaya
untuk mengatasi kendala kebijakan itu telah dan sedang dilakukan pemerintah
yang didukung kalangan praktisi panas bumi. Pihak KESDM masih berupaya
merevisi Undang-Undang Nomor 27 Tahun 2003 tentang Panas Bumi, sedangkan
Kementerian Kehutanan berupaya merevisi Undang-Undang Nomor 5 Tahun
1990 tentang Konservasi Sumber Daya Alam Hayati dan Ekosistemnya ( WWF,
2013).
Kabupaten Simalungun terletak antara 02º36’- 03º18’ Lintang Utara dan
98º32’- 99º35’ Bujur Timur dengan luas 4.386,60 km2 . Berdasarkan data sensus
penduduk kabupaten Simalungun tahun 2013 jumlah penduduk Simalungun setiap
tahunnya meningkat, seperti yang ditunjukkan pada tabel 1.1 di bawah ini.
Tabel 1.1. Data Sensus Penduduk Kabupaten Simalungun (2012).
2008
Jumlah
Penduduk
853.112
Pertumbuhan
Penduduk (%)
1
Kepadatan Penduduk
(jiwa/km2)
194
2010
817.720
5
187
2012
830.986
-
190
No Tahun
1.
2.
3.
4.
5.
2009
2011
859.879
828.778
1
1
Sumber : BPS Provinsi Sumatera Utara, 2013.
-
189
Kebutuhan Listrik di kabupaten Simalungun di pasok oleh PLN wilayah
II. Sekitar 6,22 % rumah tangga di Simalungun belum menikmati penerangan
listrik PLN (Badan Pusat Statistika, 2013).
3
Berdasarkan peta geologi, kabupaten Simalungun memiliki potensi sumber
panas bumi yang terletak di Kecamatan Silau kahean, desa Dolok Morawa.
Beberapa penelitian pernah dilakukan di panas bumi Tinggi Raja, diantaranya
penyelidikan
oleh Kelompok Program Penelitian Panas Bumi (2006),
menyatakan fluida di Daerah Panas Bumi Dolok Marawa bersifat netral,
didominasi air panas (hot water-dominated), geothermometer fluida 180 °C,
termasuk dalam kategori entalpi sedang dan potensi cadangan terduga 49-50
Mwe. Kemudian Tambunan (2010), mengemukakan suhu air permukaan pada
panas bumi Dolok Morawa adalah 60 0C – 66,5 0C dengan pH netral sebesar 6,48-
7,63 dengan kosentrasi rata-rata unsur yang paling banyak adalah kalsium
mencapai 135,81 Ppm, selanjutnya unsur kedua adalah Natrium (108,97 Ppm) dan
Silika (82,28 Ppm) serta unsur yang paling sedikit adalah Kalium sebesar 30,44
Ppm.
Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang
mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya
di permukaan bumi. Geolistrik tersebut didasarkan pada parameter fisis yaitu
hambatan jenis (resistivitas) untuk mengkarakterisasikan keadaan fisis bawah
permukaan yang diasosiasikan dengan material dan kondisi bawah permukaan
(Farid, dkk., 2008).
Konfigurasi geolistrik yang digunakan adalah konfigurasi schlumberger.
Konfigurasi schlumberger biasa dilakukan sebagai salah satu metode yang
diterapkan pada penyelidikan terpadu dengan tujuan mempelajari struktur tahanan
jenis daerah penyelidikan terutama dalam membantu membatasi daerah prospek
panas bumi. Keuntungan konfigurasi schlumberger dibandingkan dengan
konfigurasi lain adalah konfigurasi schlumberger dipakai untuk penyelidikan
lebih dalam dan lebih sedikit membutuhkan pekerja karena elektro dan potensial
jarang dipakai. Untuk hasil pemodelan 2-D (dua dimensi) didapatkan dari
pengolahan data resistivitas dengan menggunakan program Res2Dinv sehingga
diperoleh model penampang dua dimensi bawah permukaan sepanjang lintasan
dimana nilai tahanan jenisnya dibedakan berdasarkan warna untuk melihat nilai
resistivitas pada setiap lapisan (Naibaho, 2011).
4
Cara yang paling akurat untuk mengidentifikasi mineral batuan yaitu
melalui metoda analisa difraksi sinar- X (Xray diffraction). Analisis XRD
merupakan metode yang dapat memberikan informasi mengenai jenis mineral
yang terdapat dalam suatu batuan. Data hasil XRD tersebut kemudian dianalisis
untuk mengetahui karakteristik tiap mineral, persentase mineral, dan tingkat
kristalinitas mineral (Silaban, 2001).
Berdasarkan uraian masalah dan informasi di atas, maka perlu dilakukan
penelitian dengan judul “ Penentuan Pola Penyebaran Fluida Geothermal dan
Identifikasi Mineral Batuan Daerah Panas Bumi Tinggi Raja Kabupaten
Simalungun “
1.2. Identifikasi Masalah
Adapun identifikasi masalah berdasarkan latar belakang di atas adalah :
1. Cadangan bahan bakar minyak Indonesia terbatas sedangkan kebutuhan
energi semakin meningkat.
2. Penggunaan energi panas bumi di Indonesia masih sedikit yaitu sekitar 3
% dari seluruh listrik yang dibangkitkan oleh PLN.
3. Sekitar 6,22 % rumah tangga di Simalungun belum menikmati penerangan
listrik PLN.
1.3. Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini dilakukan di tiga lintasan yang berbeda di daerah panas bumi
Tinggi Raja desa Dolok Morawa.
2. Resistivitas batuan di bawah permukaan daerah panas bumi Tinggi Raja
diperoleh
dengan
schlumberger.
metode
geolistrik
hambatan
jenis
konfigurasi
3. Mineral penyusun batuan di daerah panas bumi Tinggi raja diperoleh
dengan menggunakan uji XRD (X-Ray Difraction).
5
1.4. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian dari batasan masalah maka masalah yang akan dibahas
dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana
mengetahui
pola
penyebaran
fluida
geothermal
berdasarkan nilai resistivitas (hambat jenis) dari lapisan-lapisan batuan
di bawah permukaan daerah panas bumi Tinggi Raja desa Dolok
Morawa ?
2. Bagaimana mengetahui mineral penyusun batuan di daerah panas bumi
Tinggi Raja dengan menggunakan uji XRD ?
1.5. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui pola penyebaran fluida geothermal di bawah permukaan bumi
pada tiga lintasan yang berbeda berdasarkan nilai hambatan jenis dari
lapisan-lapisan batuan di daerah panas bumi Tinggi Raja desa Dolok
Morawa Kabupaten Simalungun.
2. Mengetahui mineral penyusun batuan pada daerah panas bumi Tinggi
Raja.
1.6. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Sebagai bahan informasi penelitian tentang sumber panas bumi yang ada
di Sumatera Utara.
2. Sebagai bahan informasi untuk eksplorasi selanjutnya untuk mendapatkan
prospek potensi panas bumi sebagai tenaga pembangkit listrik.
48
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar secara
lateral, mengarah ke manefestasi panas bumi (danau biru), dimana lapisan
lempung sebagai zona konduktif dengan nilai resistivitas pada lintasan I
antara 9,09-80 Ωm, lintasan II antara 7,89-80 Ωm, dan lintasan III antara
40-80 Ωm. Sedangkan lapisan penudung pada ketiga lintasan berupa batu
gamping dengan resistivitas >600 Ωm.
2. Mineral utama penyusun batuan panas bumi Tinggi Raja adalah kalsit
(CaCO3) dengan sistem kristal trigonal (hexagonal). Mineral tersebut
merupakan mineral penyusun utama batu gamping.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu :
1. Memperluas daerah penelitian untuk melihat pola penyebaran fluida panas
bumi lebih terinci.
2. Menggunakan metode geofisika yang lain seperti metode geomagnet untuk
menguatkan informasi tentang pola penyebaran fluida geothermal di
daerah tersebut.
49
DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat Statistika, (2013), Statistika Daerah Kabupaten Simalungun 2013.
Badan Pusat Statistika Kabupaten Simalungun, Pematang Siantar,
http://simalungunkab.bps.go.id/ ( diakses pada 15 Januari 2014).
Badan Geologi, (2010), Hidup di Atas Tiga Lempeng : Energi, Mineral dan
Geodiversity, Badan Geologi, Kementerian Energi dan Sumber Daya
Mineral, Bandung.
Broto, S., Afifah, R., (2008), Pengolahan Data Geolstrik Dengan Metode
Schlumberger, Jurnal Teknik 29 : 120-128.
Departemen Fisika, (2012), Laboratorium Analisis Bahan (Pengujian dan Analisis
Data), FMIPA IPB, Bogor.
Dipippo, R., (2008), Geothermal Power Plants:Principles, Applications, Case
Studies and Enviromental Impact 2nd Ed, Elsevier, Linacre House Jordan
Hill, Oxford OX2 8DP, UK.
Farid, M., Hadi, A.I , Fetusianti, (2008), Analisis Resistivitas Batuan Berdasarkan
Data Geolistrik Untuk Memprediksi Sumber Panas Bumi, Jurnal Sains
MIPA 14 :79-84.
Gita, L., (2013), Geothermal : Jawaban Kebutuhan Energi Indonesia
(http://m.kompasiana.com/post/read/611728/3/geothermal-jawabankebutuhan-energi-indonesia), akses pada 10 maret 2014.
Glassley, WE., (2010), Geothermal Energy : Renewable Energy and the
Enviroment, CRC Press, Boca Raton.
Kadir, A., (1987), Energi: Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi
Ekonomi, UI-Pres, Jakarta.
Lenat, J.F, dkk, (2000), Geoelectrical structure of the central zone of Piton de la
Fournaise volcano (Réunion), Bull Volcanol, 62 : 75-89.
Loke, M.H., Barker, R.D., (1996), Rapid Least-Square Inversion of Apparent
Resistivity Pseudosection by A Quasi-newton, Geophysics Prospecting,
Vol.44.
Loke, M.H., (2004), Tutorial : 2-D and 3-D Electrical Imaging Suveys, email :
drmhloke@yahoo.com.
Muallifah, F., (2009), Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivtas Tanah,
Jurnal Neutrino 1 : 179-197.
50
Milsom, J., (2003), Field Geophysics : Third Edition, West Sussex PO19 SQ,
England
Naibaho, E., (2011), Menentukan Resisitivitas Dan Pola Penyebaran Fluida
Geothermal Dengan Z Menggunkan Metode Geolistrik Daerah Panas
Bumi Rianiate Kecamatan Pangururuan, Skripsi FMIPA, Universitas
Negeri Medan, Medan.
Niarti, D., Rifai, H., Mufit F., (2013), Penentuan Jenis Mineral Magnetik Guano
Dari Gua Solek Dan Gua Rantai Kecamatan Lareh Sago Halaban
Kabupaten Lima Puluh Kota Menggunakan Metode X-Ray Diffraction,
Pillar Of Physics 1 : 52-59.
Santoso, D., (2002), Pengantar Teknik Geofisika, Departemen Teknik Geofisika
ITB, Bandung.
Silaban, M., (2001), Studi Mineral Lempung Hidrotermal Dan Aplikasinya Untuk
Operasi Pemboran Panas bumi (Studi Kasus : Prospek Panasbumi
Ulubelu, Lampung, Proceeding Of The 5th Inaga Annual Scientific
Conference & Exhibitions 5 : 7-10.
Sukhyar, R., Danar, A., (2010), Energi Panas Bumi di Indonesia Kebijakan dan
Pengembangan dan Keputusan Investasi, Badan Geologi, Bandung.
Suparno, S., (2009), Energi PanasBumi : A present from the heart of the earth
edisi I, Departemen Fisika-FMIPA, Universitas Indonesia, Jakarta.
Tambunan, T., (2010), Perhitungan Suhu Reservoir Dengan Menggunakan
Persamaan Geothermal Empiris Daerah Panas Bumi Dolok Morawa
Kabupaten Simalungun, Skripsi FMIPA, Universitas Negeri Medan,
Medan.
Telford,W.M., Gerald LP., Sheriff R., (1990), Applied Geophysics Second
Edition, Cambridge University Press, New York.
Utami, P., (1998), Energi Panas Bumi (Sebuah Gambaran Umum), Jurnal Energi
2 : 39-42.
Utami, P., dkk, (2013), Berwisata dan Belajar Tentang Energi Panas Bumi di
Lahendong, Pustaka Geo, Yogyakarta.
Wachtel, A., (2010), Energy Today: Geothermal Energy, Developed for Chelsea
House, New York.
WWF Indonesia, (2013), Panduan Kelestarian untuk Pemanfaatan Panas Bumi,
British Embassy, Jakarta.