1.22 Makalah Survei MT dan TDEM Dolok Marawa

SURVEI MAGNETOTELURIK (MT) DAN TIME DOMAIN ELECTROMAGNETIC (TDEM)
DAERAH PANAS BUMI DOLOK MARAWA, KABUPATEN SIMALUNGUN
PROVINSI SUMATERA UTARA
Asep Sugianto1), Sri Widodo1), Dhonna Yulianty2), dan Tanti Indriani2)
1)
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi dan 2)Bidang Sarana Teknik,
Pusat Sumber Daya Geologi
SARI
Survei Magnetotelurik (MT) dan Time Domain Electromagnetic (TDEM) telah dilakukan
di daerah panas bumi Dolok Marawa pada tahun 2015. Secara administrasi daerah tersebut
terletak di Kecamatan Silau Kahean, Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara.
Manifestasi panas bumi muncul berupa sebaran mata air panas di sekitar Bukit (Dolok) Tinggi
Raja dengan temperatur antara 37oC hingga 65oC. Survei ini bertujuan untuk memperoleh
informasi struktur tahanan jenis bawah permukaan yang berkorelasi dengan sistem panas
bumi. Pengukuran MT dan TDEM telah dilakukan pada 43 titik ukur yang tersebar membentuk
7 lintasan berarah baratdaya-timurlaut dengan jarak antar titik ukur sekitar 500 m.
Hasil survei MT dan TDEM memperlihatkan adanya zona tahanan jenis rendah di
sekitar Dolok Tinggi Raja yang melebar ke arah timur dan selatan. Dari hasil pemodelan
tahanan jenis MT 2D, nilai tahanan jenis rendah tersebut tersebar dari dekat permukaan
hingga kedalaman sekitar 500 m dengan pola memanjang dari baratdaya hingga ke timurlaut.
Nilai tahanan jenis rendah yang berada di sekitar mata air panas Tinggi Raja, Balakbak, dan

Partulatula diinterpretasikan sebagai batuan ubahan yang berperan sebagai batuan penudung
pada sistem panas bumi di daerah ini. Berdasarkan hasil kompilasi dengan data terdahulu,
daerah prospek panas bumi diperkirakan terletak di sekitar Dolok Tinggi Raja melebar ke arah
timur dan selatan dengan luas sekitar 4 km2.
PENDAHULUAN
Daerah panas bumi Dolok Marawa
merupakan salah satu lokasi panas bumi
yang terletak di Pulau Sumatera. Daerah
tersebut berada di sebelah timurlaut Danau
Toba dan di sebelah tenggara Pembangkit
Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Sibayak. Secara administrasi termasuk
kedalam Kecamatan Silau Kahean,
Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara.
Keberadaan potensi panas bumi dicirikan
dengan munculnya beberapa manifestasi
panas bumi permukaan. Manifestasi
tersebut berupa mata air panas dan kolam
panas dengan temperatur antara antara
37oC

hingga
65oC.
Penelitian
kepanasbumian telah banyak dilakukan
sejak tahun 1972 hingga sekarang.
Diantaranya inventarisasi dan penyelidikan
pendahuluan gejala panas bumi di daerah
Sumatera
Utara
(Akbar,
1972),

penyelidikan
geologi
dan
geokimia
(Setiawan, dkk., 2006), penyelidikan gaya
berat dan magnet (Suryakusuma, dkk.,
2006), penyelidikan geolistrik (Zarkasyi,
dkk., 2006), penyelidikan terpadu geologi,

geokimia, dan geofisika (Sundhoro, dkk.,
2006), dan survei gaya berat dan audio
magnetotelurik (Sugianto, dkk, 2015).
Dalam rangka menindaklanjuti penelitian
sebelumnya, maka pada tahun 2015 telah
dilakukan survei magnetotelurik (MT) dan
time domain electromagnetic (TDEM).
Survei ini bertujuan untuk memperoleh
informasi struktur tahanan jenis bawah
permukaan yang berkorelasi dengan
sistem panas bumi.
Metode MT merupakan metode
geofisika yang sering digunakan dalam
survei panas bumi karena memiliki
penetrasi yang dalam >5 km dan dapat
mendeteksi lapisan konduktif diantara

lapisan batuan resistif yang tebal (Ushijima,
dkk., 2000). Penggunaan metode MT
dalam eksplorasi panas bumi telah banyak

dipublikasikan, diantaranya oleh Mulyadi
dan Guntur (1998), Ushijima dkk. (2005),
Uchida (2005), Sugianto, dkk. (2010), dan
Sugianto, dkk. (2011).
Data MT yang terukur di lapangan
umumnya mengalami distorsi akibat
adanya struktur 3D di dekat permukaan,
sehingga
menimbulkan
efek
statik
(Sugianto, 2014). Efek statik atau static
shift tersebut dapat diselesaikan melalui
koreksi data MT dengan data time domain
electromagnetic (TDEM), seperti telah
dibahas antara lain oleh Jones (1988),
Sternberg, dkk. (1988). Karena itu, pada
survei ini dilakukan pengukuran MT dan
TDEM, dimana data TDEM akan
digunakan untuk mengkoreksi efek statik

pada data MT.
Geologi dan Manifestasi Panas Bumi
Secara geologi daerah Dolok
Marawa didominasi oleh batuan vulkanik
berupa aliran dan jatuhan piroklastik
produk letusan Toba, lava Sipapagus, lava
Bahtopu yang berumur Kuarter. Selain
produk vulkanik ditemukan juga batuan
sedimen seperti endapan travertin dan
aluvium (Gambar 2). Di sekitar Bahbutala
ditemukan batugamping yang berumur
Tersier dan diperkirakan sebagai batuan
dasar daerah ini. Struktur geologi yang
berkembang di daerah ini berupa sesar
yang berarah baratdaya-timurlaut dan
baratlaut-tenggara (Setiawan, dkk, 2006).
Aktivitas panas bumi di daerah ini dicirikan
dengan munculnya beberapa manifestasi
panas bumi permukaan. Manifestasi
tersebut berupa mata air panas dan kolam

air panas dengan temperatur antara 37oC
sampai 65oC. Manifestasi tersebut muncul
di beberapa lokasi dan menyebar di sekitar
perbukitan (dolok) Tinggi Raja. Di sekitar
manifestasi terdapat endapan travertin
yang tersebar cukup luas.

METODE
Metode yang digunakan dalam
survei ini adalah metode magnetotelurik
(MT) dan Time Domain Electromagnetic
(TDEM). Metode TDEM digunakan untuk
koreksi statik data MT karena data MT yang
terukur di lapangan umumnya mengalami
distorsi sehingga menimbulkan efek statik.
Pengukuran data MT dan TDEM telah
dilakukan pada 43 titik ukur yang tersebar
membentuk 7 lintasan berarah baratdayatimurlaut dengan jarak antar titik ukur
sekitar 500 m (Gambar 3). Sebaran titik
ukur MT dan TDEM tersebut didesain

sedemikian rupa agar melingkupi seluruh
perkiraan daerah prospek.
Pemodelan data MT dilakukan
dengan inversi 2D menggunakan algoritma
Non Linear Conjugate Gradient (NLCG)
dari Rodi dan Mackie (2001). Data yang
digunakan dalam pemodelan ini adalah
gabungan dari data MT dan data AMT yang
juga
diambil
pada
tahun
2015.
Penggabungan kedua data ini dapat
memberikan gambaran mengenai struktur
tahanan jenis bawah permukaan yang lebih
detail. Sebaran titik MT dan AMT yang
digunakan dalam pemodelan diperlihatkan
oleh Gambar 3.
Parameter

pemodelan
menggunakan (a) Smoothing Operator (Tau) 1,
(b) Standard Deviation untuk Data Error
Rho 5% dan Phase 10%, dan (c) Standard
Deviation untuk Error Floor Rho 5% dan
Phase
10%.
Parameter
tersebut
merupakan parameter pemodelan yang
memberikan hasil terbaik setelah dilakukan
percobaan dengan beberapa kombinasi
parameter.
HASIL
Hasil survei disajikan dalam bentuk
peta tahanan jenis berbagi kedalaman dan
penampang model tahanan jenis 2D. Pada
makalah ini akan disajikan peta tahanan
jenis pada kedalaman 250 m, 500 m, 750
m, 1000 m, dan 2000 m dan penampang


model tahanan jenis 2D lintasan 6 (LG-6)
dan lintasan 8 (LG-8). Selain itu, disajikan
juga peta Base of Conductor (BOC)
berdasarkan hasil interpretasi batas bawah
zona konduktif. Peta BOC tersebut dapat
digunakan untuk mendelineasi daerah
prospek.
Peta tahanan jenis pada kedalaman
250 m, 500 m, 750 m, 1000 m, dan 2000 m
memperlihatkan pola sebaran nilai tahanan
jenis yang bervariasi (Gambar 4). Sebaran
nilai tahanan jenis pada kedalaman 250 m
didominasi oleh nilai tahanan jenis rendah
-100 m yang berasosiasi
dengan batas bawah zona konduktif.
Daerah prospek tersebut terletak di sekitar
Bukit (Dolok) Tinggi Raja melebar ke arah
timur dan selatan dengan luas sekitar 4
km2.

UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan apresiasi
yang setinggi-tingginya kepada seluruh
anggota tim survei MT dan TDEM daerah
panas bumi Dolok Marawa. Penulis juga
mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada koordinator dan rekanrekan di Kelompok Penyelidikan Panas
Bumi atas kesediaanya untuk berdiskusi
dengan penulis.

DAFTAR PUSTAKA
Akbar, N., 1972. Inventarisasi dan Penyelidikan Pendahuluan Gejala Panas Bumi di Daerah
Sumatera Utara, Direktorat Vulkanologi, Bandung.

Johnston, J.M., Pellerin, L., dan Hohmann, G.W., 1992. Evaluation of Electromagnetic
Methods for Geothermal Reservoir Detection. Geothermal Resources Council
Transactions, 16, h. 241-245.
Jones, A.G., 1988. Static Shift of Magnetotelluric Data and its Removal in a Sedimentary Basin
Environment, Geophysics, 53, h. 967-978.
Mulyadi dan Guntur, B., 1998. Magnteotelluric Method Applied for Exploration of Geothermal
Resources in Sumatra. Proceedings Twenty-Third Workshop on Geothermal Reservoir

Engineering, Stanford University, California.
Rodi, W., Mackie, R.L., 2001. Nonlinear Conjugate Gradients Algoritm for 2-D Magnetotellurics
Inversion. Geophysics, 66, h. 174-187.
Setiawan, D.I., Setiadarma, D., Sundhoro, H., Sulaeman, B., 2006. Penyelidikan Geologi dan
Geokimia di Daerah Panas Bumi Dolok Marawa, Kabupaten Simalungun, Sumatera
Utara. Proceeding Pemaparan Hasil-Hasil Kegiatan Lapangan dan Non Lapangan
Tahun 2006 Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung.
Sternberg, B.K., Washburne, J.C., Pellerin, L., 1988. Correction for the Static Shift in
Magnetotellurics using Transient Electromagnetic Soundings, Geophysics, 53, h. 14591468.
Sugianto, A, dan Grandis, H., 2014. A New Alternative Technique for Decomposition of
Magnetotelluric Impedance Tensor. Proceedings Pertemuan Ilmiah Tahunan (PIT)
HAGI 2014, Solo.
Sugianto, A. dan Kristianto, A., 2011. Survei Magnetotelurik Daerah Panas Bumi Kepahiang
Kabupaten Kepahiang, Bengkulu. Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya
Geologi Tahun 2011, Bandung.
Sugianto, A., Rahadinata, T., dan Supriyadi, Y., 2015. Survei Terpadu Gaya Berat dan Audio
Magnetotelluric Daerah Panas Bumi Dolor Marawa Kabupaten Simalungun, Sumatera
Utara. Prosiding Kegiatan Lapangan Tahun Anggaran 2015, Pusat Sumber Daya
Geologi, Bandung.
Sugianto, A., Rahadinata, T., dan Supriyadi, Y., 2015. Survei Terpadu Gaya Berat dan Audio
Magnteotellurik Daerah Panas Bumi Dolok Marawa, Kabupaten Simalungun, Sumatera
Utara. Prosiding Kegiatan Lapangan Tahun Anggaran 2015 Pusat Sumber Daya
Geologi, Bandung.
Sugianto, A., Suhanto, E., dan Marpaung, H., 2010. Survei Magnetotelurik Daerah Panas Bumi
Gunung Arjuno-Welirang, Jawa Timur. Prosiding Hasil Kegiatan Pusat Sumber Daya
Geologi Tahun 2010, Bandung.
Sundhoro, H., Bakrun, Suryakusuma, D., Sulaeman, B., Situmorang T., 2006. Survei Panas
Bumi Terpadu (Geologi, Geokimia, dan Geofisika) Daerah Dolok Marawa, Kabupaten
Simalungun, Sumatera Utara. Proceeding Pemaparan Hasil-Hasil Kegiatan Lapangan
dan Non Lapangan Tahun 2006 Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung.
Suryakusuma, D., Situmorang D., Sumarna, Sunarto, Hasanudin, 2006. Penyelidikan Gaya
Berat dan Geomagnet Daerah Panas Bumi Dolok Marawa Kabupaten Simalungun,
Propinsi Sumatera Utara. Proceeding Pemaparan Hasil-Hasil Kegiatan Lapangan dan
Non Lapangan Tahun 2006 Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung.
Uchida, T., 2005. Three-Dimensional Magnetotelluric Investigation in Geothermal Fields in
Japan and Indonesia. Proceedings World Geothermal Congress 2005, Antalya, Turkey.
Ushijima, K., Mustopa, E.J., Jotaki, H., dan Mizunaga, H., 2005. Magnetotelluric Soundings in
the Takigami Geothermal Area, Japan. Proceedings World Geothermal Congress
2005, Antalya, Turkey.

Ushijima, K., Tagomori, K., dan Pelton, W.H., 2000. 2D Inversion of VES and MT Data in
Geothermal Area. Proceedings World Geothermal Congress 2000, Kyushu-Tohoku,
Japan.
Zarkasyi, A., Bakrun, Widodo, S., 2006. Penyelidikan Geolistrik Daerah Panas Bumi Dolok
Marawa, Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara. Proceeding Pemaparan
Hasil-Hasil Kegiatan Lapangan dan Non Lapangan Tahun 2006 Pusat Sumber Daya
Geologi, Bandung.

Gambar 1. Peta Lokasi Daerah Survei

Gambar 2. Peta Geologi Daerah Panas Bumi Dolok Marawa
(disederhanakan dari Setiawan, dkk., 2006)

Gambar 3. Peta Sebaran Titik Ukur AMT, MT dan TDEM Daerah Panas Bumi
Dolok Marawa

Gambar 4. Peta Tahanan Jenis Pada Beberapa Kedalaman Berdasarkan Hasil Pemodelan
Tahanan Jenis 2D

Gambar 5. Penampang Model Tahanan Jenis 2D Lintasan LG-6 (atas) dan LG-8 (bawah)

Gambar 6. Peta Base of Conductor Daerah Panas Bumi Dolok Marawa

Gambar 7. Peta Kompilasi Geosain Daerah Panas Bumi Dolok Marawa