29. Survei Magnetotellurik Daerah Panas Bumi Gunung Lawu

SURVEI MAGNETOTELLURIK DAERAH PANAS BUMI GUNUNG LAWU
JAWA TENGAH-JAWA TIMUR
Oleh:
Asep Sugianto1) dan Arif Munandar2)
1)
Kelompok Program Penelitian Bawah Permukaan
2)
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi

SARI
Daerah panas bumi Gunung Lawu secara administratif berada di Kabupaten
Karang Anyar, Provinsi Jawa Tengah dan Kabupaten Magetan, Provinsi Jawa Timur.
Gejala kenampakan panas bumi di daerah ini dicirikan dengan munculnya fumarol
dan mata air panas dengan temperatur antara 32,4oC sampai 94oC. Pada tahun
2010, di daerah ini telah dilakukan pengukuran magnetotellurik (MT) pada 35 titik
ukur yang tersebar secara acak dengan interval antara 700 meter hingga 2000
meter. Dari hasil pemodelan MT, tahanan jenis rendah yang diinterpretasikan
sebagai batuan penudung tersebar dari permukaan tanah hingga kedalaman 1500
meter dengan ketebalan sekitar 1000 1500 meter. Puncak reservoir diperkirakan
berada pada kedalaman sekitar 1500 meter di bawah permukaan tanah. Daerah
prospek panas bumi berada di sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu dengan pola

yang cenderung masih membuka ke arah utara dengan luas sekitar 17 km2.
Kata Kunci: magnetotellurik, Gunung Lawu, Jawa Tengah, dan Jawa Timur
PENDAHULUAN
Secara administratif, daerah panas
bumi Gunung Lawu termasuk ke dalam
dua kabupaten dan dua provinsi yang
berbeda, yakni Kabupaten Karang
Anyar, Provinsi Jawa Tengah dan
Kabupaten Magetan, Provinsi Jawa
Timur
(Gambar
1).
Daerah
ini
merupakan salah satu daerah panas
bumi yang berada di sebelah selatan
Pulau Jawa. Gejala panas bumi dicirikan
dengan munculnya fumarol di dekat
puncak Gunung Lawu dan beberapa
mata air panas di kaki Gunung Lawu.

Beberapa
penyelidikan
yang
berhubungan dengan panas bumi telah
dilakukan di daerah ini, diantaranya
adalah penyelidikan panas bumi terpadu
geologi dan geokimia dan penyelidikan
geofisika terpadu yang dilakukan oleh
Pusat Sumber Daya Geologi pada tahun
2009.
Metode
magnetotellurik
merupakan salah satu metode geofisika
yang banyak diaplikasikan dalam
eksplorasi panas bumi karena metode ini
memiliki penetrasi yang cukup dalam.
Hasil dari metode ini berupa nilai

tahanan jenis yang dalam eksplorasi
panas bumi dinilai cukup baik untuk

mendelineasi daerah prospek. Seperti
halnya dalam pengukuran tahanan jenis
DC, daerah prospek dari data MT juga
ditunjukkan oleh sebaran tahanan jenis
rendah yang biasanya berasosiasi
dengan batuan ubahan akibat adanya
interaksi antara fluida panas dengan
batuan di sekitarnya. Nilai tahanan jenis
rendah ini biasanya menjadi indikator
yang baik dalam melakukan delineasi
daerah prospek panas bumi, seperti
halnya telah dibahas oleh Sugianto, A.,
dkk. (2009), Suhanto, E. dan Kasbani
(2007), Anderson, E., et al. (2000),
Johnston, J.M., et.al. (1992), Ushijima,
K., dkk. (2000).
GEOLOGI DAN MANIFESTASI PANAS
BUMI
Geologi daerah Gunung Lawu
hasil survei Tim Survei Terpadu (2009)

diperlihatkan oleh Gambar 2. Secara
umum stratigrafi batuan di daerah ini
adalah satuan Batulempung (Tbl), Intrusi
Tawangmangu
(TTi),
Batugamping
(Tgm), Lava Gunung Jobolarangan-1

(QJl-1), Lava Gunung Jobolarangan-2
(QJl-2), Aliran Piroklastik Gunung
Jobolarangan (QJap), Lava Gunung
Jobolarangan-3 (QJl-3), Lahar Gunung
Jobolarangan (QJlh), Lava Gunung
Lawu-1 (QLl-1), Lava Ceto (QCl), Lava
Gunung Lawu-2 (QLl-2), Lava Gunung
Lawu-3 (QLl-3), Lava Gunung Lawu-4
(QLl-4), Lava Gunung Lawu-5 (QLl-5),
Lava Gunung Lawu-6 (QLl-6), Aliran
Piroklastik Gunung Lawu (QLap), Lava
Gunung Purung (QPl), Lava Gunung

Anak (QAl), Lava Gunung Lawu-7 (QLl7), Lahar Gunung Lawu (QLlh), dan
Alluvium (Qal).
Struktur-struktur
geologi
yang
berkembang di daerah ini berupa rim
kawah, sesar normal, dan sesar
mendatar, diantaranya sebagai berikut.
1) Rim kawah di daerah puncak
Gunung Jobolarangan merupakan
bidang kolaps atau amblas yang
diakibatkan
oleh
terjadinya
kekosongan di dalam perut bumi
setelah terjadinya erupsi Gunung
Jobolarangan.
2) Sesar-sesar normal yang berarah
barat-timur dan berarah utara-selatan
merupakan sesar yang mengontrol

kemunculan manifetasi panas bumi
di permukaan. Di beberapa tempat
sesar-sesar normal ini membentuk
zona
depresi,
seperti
depresi
Tawangmangu
dan
depresi
Karangpandan.
3) Sesar-sesar mendatar yang berarah
baratdaya-timurlaut
memotong
beberapa struktur yang sudah ada
sebelumnya,
sehingga
mengakibatkan pergeseran pada
batuan dan struktur tersebut.
Manifestasi

panas
bumi
permukaan ditemukan di daerah ini
berupa fumarol, mata air panas, dan
batuan ubahan. Fumarol muncul di
lereng selatan Gunung Lawu dengan
temperatur sekitar 93 oC disertai dengan
adanya sublimasi belerang, alterasi yang
kuat, dan munculnya mata air panas
kawah
Candradimuka
dengan
temperatur 94 oC, pH asam, dan debit
sekitar 10 liter/detik. Mata air panas lain
umumnya muncul di kaki Gunung Lawu
sebelah barat daya, barat, dan barat laut
dengan temperatur antara 32,4 oC

sampai dengan 40 oC, pH netral, dan
debit antara 0,2 liter/detik hingga 4

liter/detik (Tim Survei Terpadu, 2009,
tidak publikasi).
PENGUKURAN MT
Pengukuran MT telah dilakukan di
daerah ini pada tahun 2010. Titik ukur
MT tersebar secara acak dengan interval
antara 700 meter hingga 2000 meter dan
didesain sedemikian rupa agar dapat
melingkupi seluruh daerah prospek
panas bumi (Gambar 3). Pengukuran MT
dilakukan dari sore hingga pagi hari
dengan selang waktu pengukuran antara
12 jam hingga 15 jam.
PETA TAHANAN JENIS
Hasil pengukuran MT disajikan
dalam bentuk peta tahanan jenis. Peta
ini dibuat berdasarkan hasil pemodelan
MT 2D yang disayat per kedalaman.
Pada makalah ini akan ditampilkan dan
dibahas peta pada kedalaman 500

meter, 1000 meter, 1500 meter, dan
2000 meter. Pada peta tersebut
(Gambar 4 dan Gambar 5) terlihat
adanya sebaran tahanan jenis rendah
yang membuka ke arah puncak Gunung
Lawu. Nilai tahanan jenis rendah ini
terlihat pada kedalaman 500 m dan 1000
m. Nilai ini diinterpretasikan sebagai
respon dari batuan ubahan yang
berfungsi sebagai batuan penudung
pada sistem panas bumi di daerah ini.
Pada kedalaman 1500 m dan 2000 m
sebaran tahanan jenis rendah ini tidak
terlihat lagi dan yang terlihat hanya nilai
tahanan
jenis
sedang
yang
diinterpretasikan sebagai zona dari
reservoir panas bumi.

MODEL TAHANAN JENIS 2D
Pemodelan tahanan jenis 2D dari
data
MT
ini
dilakukan
dengan
menggunakan algoritma Non-Linear
Conjugate Gradient (NLCG) yang telah
dibahas oleh Rodi dan Mackie (2001)
dan Ushijima, dkk (2005). Pengerjaan
pemodelan ini menggunakan software
WinGlink ver 2.20.01 – 20071022. Pada
makalah ini akan dibahas hasil
pemodelan pada satu penampang yang
memanjang dari baratlaut ke tenggara
dan memotong mata air panas Jenawi,

fumarol Candradimuka, dan fumarol
Tamansari Bawah.

Pada hasil pemodelan tersebut
(Gambar 6) terlihat adanya sebaran
tahanan jenis rendah (< 20 Ohm-m) di
sekitar lokasi kemunculan fumarol.
Tahanan jenis rendah ini diperkirakan
berasosiasi dengan batuan ubahan
berupa lempung yang berfungsi sebagai
batuan penudung pada system panas
bumi di daerah ini. Tahanan jenis rendah
ini cenderung menipis ke arah baratlaut
dan menebal kea rah tenggara. Nilai
tahanan jenis rendah yang cenderung
menipis
ke
arah
baratlaut
ini
diinterpretasikan sebagai respon dari
bagian batuan ubahan yang diakibatkan
oleh adanya interaksi fluida panas
dengan batuan disekitarnya yang
semakin melemah, sedangkan tahanan
jenis rendah yang tebal di sebelah
tenggara
diinterpretasikan
sebagai
respon dari aquifer air tanah yang
berfungsi sebagai sumber air Telaga
Sarangan. Di sebelah baratlaut bagian
bawah juga terlihat adanya sebaran
tahanan
jenis
tinggi
yang
diinterpretasikan sebagai respon dari
batuan intrusi yang tidak muncul ke
permukaan.
Pada
penampang
ini
juga
diinterpretasikan terdapat enam buah
struktur yang berupa sesar normal.
Struktur yang terdapat di sekitar MTGL03 dan MTGL-27 diinterpretasikan
sebagai dua buah struktur yang
membatasi sistem panas bumi di daerah
ini, sedangkan dua struktur yang berada
diantaranya diperkirakan merupakan
struktur-struktur yang mengontrol sistem
panas bumi di daerah Gunung Lawu ini.
DISKUSI
Berdasarkan data MT ini, sistem
panas bumi yang berkembang di daerah
ini diperkirakan menyerupai sistem
panas bumi di lingkungan vulkanik pada
umumnya, dimana batuan penudungnya
berupa batuan alterasi yang biasanya
memberikan respon nilai tahanan jenis
rendah, sedangkan reservoir panas
buminya berada di bawah batuan
penudung dan memberikan respon nilai
tahanan jenis relatif lebih tinggi dari
batuan penudung (Johnston, J.M., et.al.,

1992). Dari survei MT, sebaran tahanan
jenis rendah yang diinterpretasikan
sebagai batuan penudung tersebar di
sekitar fumarol dan menerus ke arah
barat puncak Gunung Lawu dengan pola
sebaran yang cenderung membuka ke
arah puncak. Sebaran tahanan jenis
rendah ini tersebar dari permukaan
tanah hingga kedalaman 1500 meter
dengan ketebalan sekitar 1000 – 1500
meter (Gambar 5).
Reservoir panas bumi diperkirakan
berada di bawah batuan penudung dan
dicirikan dengan respon tahanan jenis
yang lebih tinggi dari batuan penudung.
Puncak reservoir ini diperkirakan berada
di bawah fumarol Candradimuka dimana
puncaknya berada pada ketinggian 1000
meter di atas permukaan laut. Puncak
reservoir ini semakin mendalam ke arah
barat mengikuti lereng topografi Gunung
Lawu (Gambar 6).
Berdasarkan hasil survei MT ini,
daerah prospek panas bumi Gunung
Lawu terletak di sebelah baratdaya
puncak Gunung Lawu dimana daerah
prospek ini dibatasi oleh struktur geologi
di sebelah utara dan kontras tahanan
jenis di sebelah selatan, barat, dan
timurnya dengan luas sekitar 17 km2
(Gambar 7).
KESIMPULAN
Tahanan jenis rendah yang
diperkirakan berasosiasi dengan batuan
ubahan yang berfungsi sebagai batuan
penudung pada sistem panas bumi di
daerah ini tersebar cukup luas di sebelah
baratdaya puncak Gunung Lawu dengan
pola yang cenderung membuka ke arah
puncak. Batuan ini terlihat dari mulai
dekat
permukaan
tanah
hingga
kedalaman sekitar 1500 meter di bawah
permukaan tanah dengan ketebalan
antara 1000 – 1500 meter.
Reservoir panas bumi diperkirakan
berada di bawah batuan penudung yang
puncaknya berada di bawah fumarol
Candradimuka
dengan
kedalaman
sekitar 1500 meter di bawah permukaan
tanah atau berada pada ketinggian
sekitar 1000 meter di atas permukaan
laut.
Dari data MT ini terlihat bahwa
daerah prospek panas bumi berada di

sebelah baratdaya puncak Gunung Lawu
dengan luas sekitar 17 km2.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
yang
sebanyak-banyaknya
kepada
Kelompok Program Penelitian Bawah
Permukaan yang telah memberikan ijin
dalam
penggunakan
data
untuk
penulisan makalah ini. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada Tim
Survei Terpadu 2009 yang telah banyak
berdiskusi dengan penuis.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson E., Crosby D., and Ussher G
(2000).
Bull-Eye

Simple
Resistivity Imaging to Reliably
Locate the Geothermal Reservoir.
Proceeding World Geothermal
Congress 2000.
Johnston, J.M., Pellerin, L., dan
Hohmann, G.W. 1992. Evaluation
of Electromagnetic Methods for
Geothermal Reservoir Detection.
Geothermal Resources Council
Transactions, Vol. 16. pp 241 –
245.
Rodi, W., Mackie, R.L., 2001, Nonlinear
Conjugate Gradients Algoritm for
2-D Magnetotellurics Inversion,
Geophysics, 66, 174-187.

Sugianto, A., Kholid, M., dan Suhanto,
E., 2009, Survei Magnetotellurik
Daerah Panas Bumi Danau
Ranau, Lampung – Sumatera
Selatan, Kumpulan Makalah Hasil
Kegiatan Lapangan Pusat Sumber
Daya Geologi 2009.
Suhanto, E. dan Kasbani. 2007.
Deliniation of Prospest Area and
Reservoir Structures of Jaboi
Geothermal Area as Mapped from
Resistivity.
Proceedings
Joint
Convention Bali 2007.
Tim Survei Terpadu, 2009, Survei Panas
Bumi
Terpadu
Geologi
dan
Geokimia Daerah Panas Bumi
Gunung
Lawu,
Kabupaten
Karanganyar, Jawa Tengah –
Kabupaten Magetan, Jawa Timur.
Ushijima, K., et.al. 2000. 2D Inversion of
VES and MT Data in a Geothermal
Area.
Proceedings
World
Geothermal Congress 2000. pp
1909 – 1914
Ushijima, K., Mustopa, E.J., Jotaki, H.,
and
Mizunaga,
H.,
2005,
Magnetotelluric Soundings in the
Takigami Geothermal Area, Japan,
Proceedings World Geothermal
Congress 2005, Antalya, Turkey.

Gambar 1. Peta indeks lokasi survei

Gambar 2 Peta geologi daerah panas bumi Gunung Lawu (Tim Survei Terpadu,
2009)

Gambar 3 Peta titik ukur magnetotellurik daerah panas bumi Gunung Lawu

Gambar 4. Peta tahanan jenis daerah panas bumi Gunung Lawu

Gambar 5. Sebaran tahanan jenis per kedalaman (layered)

Gambar 6. Pemodelan tahanan jenis 2D

Gambar 7. Peta zonasi prospek daerah prospek Gunung Lawu (Berdasarkan data
MT)