Penyelidikan Terpadu Daerah Panas Bumi Sampuraga, Kab. Mandailing Natal
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
PENYELIDIKAN TERPADU DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KABUPATEN MANDAILING NATAL, SUMATERA UTARA
Asep Sugianto, Bakrun, Dendi Suryakusuma
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi
Abstract
Detailed survey include geology, geochemistry, and geophysics (gravity, magnetic, and resistivity) have
been done in Sampuraga Geothermal Area during FY 2007. The surface thermal discharges mainly occur
in Panyabungan graben which is a part of Sumatera Fault Zone. These include fumaroles and hot spring
with temperature of 97oC and 97-100.8oC, respectively. Estimated reservoir temperature based on Na-KMg is about 230oC. The result can delineate prospect area of about 10 km2 and estimate geothermal
energy potential of about 115 MWe.
Keywords: Sampuraga, geothermal system, detailed survey
SARI
Telah dilakukan penyelidikan panas bumi secara terpadu meliputi geologi, geokimia, dan geofisika (gaya
berat, magnetik, dan geolistrik) di daerah panas bumi Sampuraga pada tahun 2007. Kenampakkan gejala
panas bumi secara umum terdapat di graben (terban) Panyabungan yang merupakan bagian dari Sesar
Besar Sumatera. Kenampakkan panas bumi tersebut meliputi fumarol dan mata air panas dengan suhu
masing-masing sekitar 97oC dan 97-100,8oC. Suhu bawah permukaan (reservoar) berdasarkan
geotermometer geokimia Na-K-Mg sekitar 230oC. Hasil dari penyelidikan memperlihatkan luas daerah
prospek sekitar 10 km2 dengan estimasi potensi energi panas bumi sekitar 115 MWe dan termasuk ke
dalam kelas cadangan terduga.
Kata kunci: Sampuraga, sistem panas bumi, penyelidikan terpadu
PENDAHULUAN
Pulau Sumatera merupakan salah satu pulau besar
di Indonesia yang memiliki potensi panas bumi
cukup besar. Di pulau ini terdapat 84 lokasi panas
bumi dengan total estimasi energi panas bumi
sekitar 13.419 MWe (Status Potensi Panas Bumi
Tahun 2006). Salah satunya adalah daerah panas
bumi Sampuraga yang secara administratif berada
di Kecamatan Panyabungan Barat, Kabupaten
Mandailing Natal, Propinsi Sumatera Utara
(Gambar 1). Manifestasi permukaan yang muncul
di daerah ini berupa mata air panas dengan suhu
antara 87–101 oC pada suhu udara di sekitarnya
30oC dengan pH normal dan debit minimum 0,5–2
liter/detik (Akbar, N., 1972). Munculnya air panas
ini diperkirakan berhubungan dengan sesar
normal yang memanjang berarah baratlaut–
tenggara dan membentuk zona depresi (graben)
Panyabungan.
Kemuculan manifestasi dipermukaan dengan
didukung oleh kondisi geologi dimana terdapat
struktur
di
sekitar
daerah
manifestasi,
memungkinkan di daerah tersebut terdapat sistem
panas bumi yang bisa dimanfaatkan sebagai
sumber energi alternatif. Salah satunya sebagai
sumber energi listrik melalui PLTP. Untuk
mengetahui lebih lanjut mengenai sistem panas
bumi di daerah ini, maka perlu dilakukan
penyelidikan secara terpadu geologi, geokimia,
dan geofisika.
Tujuan dari penyelidikan ini adalah untuk
mengetahui luas daerah prospek, estimasi suhu
bawah permukaan (suhu reservoar), sistem panas
bumi yang terjadi, dan estimasi potensi energi
panas bumi.
GEOLOGI
Daerah penyelidikan berada di dalam graben
(terban) Penyabungan yang merupakan bagian
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
dari Sesar Besar Sumatera. Di sebelah tenggara
terdapat gunung api aktif G. Sorik Marapi yang
berjarak sekitar 15 km. Daerah ini juga berada
dekat dengan busur magma yang terbentuk di
Pulau Sumatera yaitu Pegunungan Bukit Barisan.
Secara umum geologi daerah Sampuraga
ditempati oleh batuan vulkanik Tersier dan batuan
Kuarter. Batuan Tersier umumnya berkomposisi
andesitik, sedangkan batuan Kuarter pada
umumnya tersusun atas batuan vulkanik yang
berkomposisi dasitik dan batuan sedimen
(Gambar 2). Sruktur geologi yang berkembang
pada umum berarah baratdaya-timurlaut. Struktur
geologi yang dapat dikenali di daerah ini adalah
Sesar Normal Longat, Sesar Normal Sirambas,
Sesar Normal Batang Gadis, dan Sesar Normal
Panyabungan. Sesar Normal Longat dan Sesar
Normal Sirambas diperkirakan merupakan dua
buah struktur yang mengontrol kemunculan mata
air panas di permukaan.
Hidrologi daerah Sampuraga terbagi menjadi areal
resapan (recharge area) tempat terjadinya
penetrasi air meteorik di permukaan bumi dan
areal munculan (discharge area). Areal resapan
terletak di daerah yang berelevasi tinggi berupa
pegunungan dan perbukitan, sedangkan areal
limpasan terletak di daerah berelevasi rendah
berupa pedataran dan tekuk lereng.
GEOKIMIA
Manifestasi permukaan muncul di daerah
Sampuraga berupa fumarol dengan suhu 97oC, pH
asam dan mata air panas dengan suhu 97-100,8oC,
pH netral. Mata air panas juga muncul di daerah
Longat dengan suhu 42-43oC, pH netral. Di luar
daerah penyelidikan juga terdapat mata air panas,
yaitu di daerah Roburan Lombang dan Roburan
Dolok, dengan temperatur masing-masing 49,8oC
dan 79-100,7oC. Dari keempat lokasi tersebut
diambil sampel air dan gas untuk dianalisis.
Hasil analisis kimia air diplot pada diagram
segitiga Cl-SO4-HCO3, Na-K-Mg, dan Cl-Li-B
yang mengacu kepada Giggenbach (1988)
(Gambar 3). Berdasarkan diagram segitiga Cl SO4 -HCO3, air panas Sampuraga 1 dan air panas
Roburan Dolok 2 yang pH asam terletak pada
posisi sulfat. Sampel air pH netral Air panas
Sampuraga 2, Air panas Sampuraga 3, Air panas
Sampuraga 4 dan air panas Roburan Lombang
terletak pada posisi klorida, sedangkan air panas
pH netral lainnya Air panas Longat, Air panas Bor
Longat, dan Air panas Roburan Dolok 1, pada
posisi bikarbonat.
Berdasarkan diagram segitiga Na-K-Mg, air panas
Sampuraga 2, Sampuraga 3, dan Sampuraga 4,
terletak pada partial equilibrium, yang
mengindikasikan bahwa manifestasi yang muncul
ke permukaan dipengaruhi oleh interaksi antara
fluida dengan batuan dalam keadaan panas
sebelum bercampur dengan air permukaan
(meteoric water). Sedangkan Air panas
Sampuraga 1, Air panas Longat, Air panas Bor
Longat, Air panas Roburan Lombang, Air panas
Roburan Dolok 1 dan Air panas Roburan Dolok 2,
terletak
pada
immature
water,
yang
mengindikasikan kalau pengaruh air permukaan
lebih dominan pada pembentukan air panas
tersebut. Diagram Cl-Li-B menunjukkan bahwa
posisi air panas bertipe klorida terletak mengarah
ke posisi tengah diagram. Pada pembentukan
manifestasi berupa mata air panas yang netral
pada daerah penyelidikan Sampuraga ada
interaksi antara fluida panas dengan batuan panas
bumi.
Hasil analisis isotop ditampilkan dalam bentuk
kurva δD terhadap δ18O (Gambar 4). Kurva
tersebut memperlihatkan posisi sampel air panas
sampuraga 3 dan sampuraga 4 terletak pada posisi
sebelah kanan dari garis meteoric water line (18O
shift) yang signifikan, sebagai indikasi adanya
pengkayaan oksigen 18 dari air panas tersebut,
akibat reaksi substitusi oksigen 18 dari batuan
dengan oksigen 16 dari fluida panas pada saat
terjadi interaksi fluida panas dengan batuan
sebelum muncul ke permukaan berupa mata air
panas. Sedangkan air panas longat, air bor longat,
dan air panas roburan lombang, serta air dingin
Sirambas pada garis meteoric water line, sebagai
indikasi air permukaan. Suhu bawah permukaan
berdasarkan geotermometer geokimia air Na-KMg dan geotermometer geokimia gas CO2 sekitar
230oC dan termasuk ke dalam tipe temperatur
tinggi.
Peta distribusi Hg (Gambar 5), memperlihatkan
bahwa anomali Hg tinggi >200 ppb tersebar di
sekitar mata air panas Sampuraga, sedangkan
anomali Hg sedang antara 100-200 ppb tersebar
secara tidak beraturan di sekitar anomali Hg
tinggi, sebelah barat dan selatan mata air panas
Sampuraga. Distribusi CO2 (Gambar 6),
memperlihatkan anomali tinggi >2% tersebar
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
secara tidak beraturan, sedangkan anomali sedang
antara 1-2% di sekitar mata air panas Sampuraga
dan melebar ke arah baratlaut dan tenggara.
Anomali CO2 rendah tersebar di sebelah baratdaya
dan timurlaut mata air panas Sampuraga.
GAYABERAT
Densitas batuan hasil analisis laboratorium adalah
2,68 gr/cm3, digunakan dalam pengolahan data
gaya berat. Anomali bouguer sisa merupakan
anomali hasil ekstraksi antara anomali bouguer
oleh
anomali
regional,
anomali
ini
memperlihatkan sebaran batuan yang bersifat
lokal atau dangkal. Peta anomali bouguer sisa
(Gambar 7) memperlihatkan bahwa anomali
rendah tersebar di sekitar mata air panas
Sampuraga dan cenderung melintang berarah
baratlaut-tenggara. Kondisi ini menunjukkan
kalau batuan di sekitar manifestasi telah
terubahkan oleh sumber panas. Anomali tinggi
tersebar di sekitar timurlaut manifestasi
Sampuraga,
diperkirakan
anomali
ini
menunjukkan batuan lebih segar yang berfungsi
sebagai sumber panas.
MAGNETIK
Anomali magnet total berada pada kisaran antara 379 nT sampai 679 nT (Gambar 8). Anomali
rendah antara -379-0 nT yang berasosiasi dengan
batuan alluvium, sedimen dan lahar tersebar
disekitar air panas Sampuraga menerus ke selatan
dan tersebar di sebelah utara daerah penyelidikan
(Kecamatan Panyabungan). Anomali magnet
sedang antara 0-325 nT berasosiasi dengan batuan
piroklastik, granit, dan batusabak. Anomali tinggi
>325 nT tersebar di sekitar air panas Longat dan
sedikit melebar ke selatan dan berasosiasi dengan
lava andesit segar.
GEOLISTRIK
Tahanan jenis semu hasil pengukuran mapping
dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger
dikelompokkan menjadi tahanan jenis semu
rendah 25 Ohm-m. Peta
tahanan jeni semu bentangan AB/2 = 1000 m
(Gambar 9), memperlihatkan bahwa tahanan jenis
semu rendah tersebar disekitar mata air panas
Sampuraga dan melebar ke arah utara dan
baratdaya (Desa Longat) serta menerus ke arah
tenggara
(Desa
Sirambas).
Daerah
ini
diperkirakan sebagai daerah prospek panas bumi
Sampuraga. Tahanan jenis semu sedang tersebar
dari sebelah utara sampai ke baratdaya daerah
penyelidikan dan sedikit melebar ke sebelah
selatan. Tahanan jenis semu tinggi tersebar di
sebelah timur daerah penyelidikan.
Berdasarkan pengukuran sounding dengan
menggunakan konfigurasi yang sama, tahanan
jenis sebenarnya dikelompokkan menjadi tiga
kelompok, yaitu tahanan jenis rendah 40 Ohm-m (Gambar 10).
Tahanan jenis rendah diperkirakan berasosiasi
dengan batuan penudung (Clay Cap) yang berada
pada kedalaman antara 100-900 m di bawah
permukaan dengan ketebalan bervariatif antara
400-700 m. Tahanan jenis tinggi diperkirakan
berasosiasi dengan reservoar panas bumi yang
berada pada kedalaman antara 900-2000 m di
bawah permukaan.
HEAD-ON
Pengukuran head-on dilakukan pada dua lintasan
yang berarah tegak lurus struktur geologi. Hasil
pengukuran memperlihatkan bahwa di sebelah
timurlaut mata air panas Sampuraga terdapat
kelurusan yang menerus sampai ke bentangan
AB/2 = 600 m (Gambar 11). Kelurusan ini
berhubungan dengan struktur yang mengontrol
terhadap kemunculan manifestasi di permukaan.
DISKUSI
Indikasi adanya gejala panas bumi di daerah
Sampuraga
ditunjukkan
oleh
munculnya
manifestasi panas bumi permukaan berupa mata
air panas dan fumarol yang tersebar di daerah
Sampuraga, Longat, Roburan Lombang dan
Roburan Dolok. Aktivitas vulkanik pada umur
Pliosen-Plistosen menghasilkan beberapa struktur
yang membentuk sesar menangga (graben). Salah
satu sesarnya adalah sesar Sirambas yang memicu
terjadinya terobosan sebagian magma ke
permukaan dan menghasilkan tubuh intrusi dasit.
Tubuh intrusi inilah yang diperkirakan berfungsi
sebagai sumber panas (heat source). Daerah
Sampuraga yang berada pada terban Panyabungan
menjadikan daerah ini memiliki kemampuan
untuk meloloskan air permukaan ke bawah
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
permukaan. Air meteorik ini berinteraksi dengan
fluida magmatik dan gas-gas vulkanik yang
berasal dari tubuh magma menghasilkan fluida
panas. Fluida ini terakumulasi pada batuan yang
permeable (reservoar) dengan batuan diatasnya
menghasilkan batuan ubahan yang bersifat kedap
air (impermeable) yang disebut sebagai Clay Cap
(batuan penudung). Berdasarkan hasil dari
pengukuran sounding tebal batuan penudung ini
berada pada kedalaman antara 100-900 m dengan
ketebalan antara 400-700 m.
Berdasarkan peta kompilasi dari beberapa metode
geosain, terlihat bahwa daerah prospek panas
bumi tersebar di sekitar mata air panas Sampuraga
yang melebar ke sebelah barat dan tenggara (Desa
Sirambas) dengan luas sekitar 10 km2 (Gambar
12) .
Sistem panas bumi yang terbentuk di daerah ini
tersusun atas sumber panas, reservoar, dan batuan
penudung (Gambar 13). Batuan yang berfungsi
sebagai sumber panas adalah intrusi dasit,
sedangkan reservoar panas bumi diduga
merupakan batuan vulkanik Tersier (aliran lava)
dan batuan metasedimen dan batuan metavulkanik
yang bersifat permeabel karena memiliki banyak
struktur rekahan. Batuan penudung yang ditandai
oleh sebaran tahanan jenis rendah 200
Longat
92000
F6500
G7000
100 - 200
CD1
Hutabaringina
APB
APL
TB
90000
CD3
TL
A1000
DK.
SIPIPISAN
T.
998
791
H1850
APS4
APS3
APS1
APS2
Sabajior
TP1
Dalanlidang
2 %
a
rog
Ga
G7000
1-2%
CD1
Hutabaringina
500
DK.
SIPIPISAN
T.
998
791
gar
Lon
A.
70
0
H1850
APS4
CD3
TL
A1000
600
90000
APB
APL
TB
250 nT
300
Kontur anomali magnet
300
F5000
0
10
88000
0
00
11
S
A.
1200
AOLANSIPALIS
Struktur
Aekngali
ADIAN NAGOON
Mata air panas
RK-2
1300
86000
Titik pengukuran geomagnet
RK-3
0
50
Kontur topografi interval 50 meter
DK. PARLAYANAN
RK-4
1200
Limbandolok
RK-5
0
60
00
12
Sungai dan anak sungai
0
50
0
70
0
80
1100
00
13
900
84000
Jalan provinsi, jalan kabupaten dan jalan lokal
Roburanlombang
552000
554000
556000
558000
560000
562000
564000
Gambar 8. Peta Anomali Magnet Total Daerah Panas Bumi Sampuraga
95000
PETA TAHANAN JENIS SEMU
AB/2 = 1000 meter
DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KAB. MANDAILING NATAL, PROV. SUMATERA UTARA
94000
93000
T.
997
218.5
0
500
1000
2000 meter
1500
92000
KETERANGAN :
10
15
25
Ohm-m
91000
Mata air panas
Titik pengukuran mapping
90000
791
Titik pengukuran sounding
Kontur ketinggian interval 50 m
89000
Sungai
SIHIREHIRE
Jalan
88000
Kampung
87000
555000
556000
557000
558000
559000
560000
561000
562000
563000
Gambar 9. Peta Tahanan Jenis Semu Bentangan AB/2 = 1000 m Daerah Panas Bumi Sampuraga
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
Baratlaut
Tenggara
B-4000
200
100
50
C-4000
15
D-4000
15
3
E-4000
40
30
25
1.7
F-4000
80
200
6
100
0
0
-100
17
2.7
-200
-300
-300
7
3.5
-400
1.5
50
-500
-400
-500
-600
-600
40
-700
-800
-100
-200
3
-700
100
40
60
-800
-900
-900
-1000
-1000
< 10 Ohm-m
>40 Ohm-m
10 - 40 Ohm-m
Gambar 10. Penampang Tahanan Jenis Sebenarnya Lintasan Gabungan 2 Daerah Panas Bumi Sampuraga
LINTASAN H
100
50
0
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1400
1600
1800
2000
1400
1600
1800
1400
1600
1800
AB/2 = 200 m
-50
-100
-150
10
0
400
600
800
1000
-10
1200
AB/2 = 400 m
20
0
600
800
1000
1200
AB/2 = 500 m
-20
2
0
-2600
800
1000
1200
AB/2 = 600 m
0
800
-5
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
AB/2 = 800 m
Gambar 11. Profil Head-On Lintasan H Daerah Panas Bumi Sampuraga
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
98000
Manyabar
PETA KOMPILASI GEOSAIN
DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KAB. MANDAILING NATAL, SUMATERA UTARA
Gunungtua
Iparbonda
Hutabargottarimbaru
Gunungmanauon
Sabajambu
T.
109
222.4
Kampungpadang
Hutanaingkan
Hutabargiculu
Pasamutabargo
Adianyior
Sigalepangjae
Sabaninjang
Hutabarosdolok
96000
Kayujati
Sabapadang
Hutasiantar
Panyabungan
Barbaranjae
A. Sipolupolu
Tarutungjae
Runding
Kampungbaru
Sipolupalu
Barbaranjulu
Pagaran
94000
0
1000
2000
3000
A Lopan
Hututanga
4000 meter
Pagaransigantal
Pidotidolok
Pulolimbang
KETERANGAN :
T.
997
218.5
Anomali Hg tinggi > 200 ppb
B. Gadis
Longat
92000
Anomali sisa gayaberat
rendah 3 mgal
Anomali tahanan jenis semu
rendah < 10 Ohm-m
Anomali sisa magnet
rendah < 0 nT
SIHIREHIRE
88000
Estimasi daerah prospek
AOLANSIPALIS
Aekngali
Perkiraan struktur geologi
ADIAN NAGOON
86000
DK. PARLAYANAN
Mata air panas
Limbandolok
Saran pengeboran landaian suhu
84000
552000
554000
556000
558000
560000
562000
564000
Gambar 12. Peta Kompilasi Daerah Panas Bumi Sampuraga
Gambar 13. Model Tentatif Sistem Panas Bumi Daerah Panas Bumi Sampuraga
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
PENYELIDIKAN TERPADU DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KABUPATEN MANDAILING NATAL, SUMATERA UTARA
Asep Sugianto, Bakrun, Dendi Suryakusuma
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi
Abstract
Detailed survey include geology, geochemistry, and geophysics (gravity, magnetic, and resistivity) have
been done in Sampuraga Geothermal Area during FY 2007. The surface thermal discharges mainly occur
in Panyabungan graben which is a part of Sumatera Fault Zone. These include fumaroles and hot spring
with temperature of 97oC and 97-100.8oC, respectively. Estimated reservoir temperature based on Na-KMg is about 230oC. The result can delineate prospect area of about 10 km2 and estimate geothermal
energy potential of about 115 MWe.
Keywords: Sampuraga, geothermal system, detailed survey
SARI
Telah dilakukan penyelidikan panas bumi secara terpadu meliputi geologi, geokimia, dan geofisika (gaya
berat, magnetik, dan geolistrik) di daerah panas bumi Sampuraga pada tahun 2007. Kenampakkan gejala
panas bumi secara umum terdapat di graben (terban) Panyabungan yang merupakan bagian dari Sesar
Besar Sumatera. Kenampakkan panas bumi tersebut meliputi fumarol dan mata air panas dengan suhu
masing-masing sekitar 97oC dan 97-100,8oC. Suhu bawah permukaan (reservoar) berdasarkan
geotermometer geokimia Na-K-Mg sekitar 230oC. Hasil dari penyelidikan memperlihatkan luas daerah
prospek sekitar 10 km2 dengan estimasi potensi energi panas bumi sekitar 115 MWe dan termasuk ke
dalam kelas cadangan terduga.
Kata kunci: Sampuraga, sistem panas bumi, penyelidikan terpadu
PENDAHULUAN
Pulau Sumatera merupakan salah satu pulau besar
di Indonesia yang memiliki potensi panas bumi
cukup besar. Di pulau ini terdapat 84 lokasi panas
bumi dengan total estimasi energi panas bumi
sekitar 13.419 MWe (Status Potensi Panas Bumi
Tahun 2006). Salah satunya adalah daerah panas
bumi Sampuraga yang secara administratif berada
di Kecamatan Panyabungan Barat, Kabupaten
Mandailing Natal, Propinsi Sumatera Utara
(Gambar 1). Manifestasi permukaan yang muncul
di daerah ini berupa mata air panas dengan suhu
antara 87–101 oC pada suhu udara di sekitarnya
30oC dengan pH normal dan debit minimum 0,5–2
liter/detik (Akbar, N., 1972). Munculnya air panas
ini diperkirakan berhubungan dengan sesar
normal yang memanjang berarah baratlaut–
tenggara dan membentuk zona depresi (graben)
Panyabungan.
Kemuculan manifestasi dipermukaan dengan
didukung oleh kondisi geologi dimana terdapat
struktur
di
sekitar
daerah
manifestasi,
memungkinkan di daerah tersebut terdapat sistem
panas bumi yang bisa dimanfaatkan sebagai
sumber energi alternatif. Salah satunya sebagai
sumber energi listrik melalui PLTP. Untuk
mengetahui lebih lanjut mengenai sistem panas
bumi di daerah ini, maka perlu dilakukan
penyelidikan secara terpadu geologi, geokimia,
dan geofisika.
Tujuan dari penyelidikan ini adalah untuk
mengetahui luas daerah prospek, estimasi suhu
bawah permukaan (suhu reservoar), sistem panas
bumi yang terjadi, dan estimasi potensi energi
panas bumi.
GEOLOGI
Daerah penyelidikan berada di dalam graben
(terban) Penyabungan yang merupakan bagian
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
dari Sesar Besar Sumatera. Di sebelah tenggara
terdapat gunung api aktif G. Sorik Marapi yang
berjarak sekitar 15 km. Daerah ini juga berada
dekat dengan busur magma yang terbentuk di
Pulau Sumatera yaitu Pegunungan Bukit Barisan.
Secara umum geologi daerah Sampuraga
ditempati oleh batuan vulkanik Tersier dan batuan
Kuarter. Batuan Tersier umumnya berkomposisi
andesitik, sedangkan batuan Kuarter pada
umumnya tersusun atas batuan vulkanik yang
berkomposisi dasitik dan batuan sedimen
(Gambar 2). Sruktur geologi yang berkembang
pada umum berarah baratdaya-timurlaut. Struktur
geologi yang dapat dikenali di daerah ini adalah
Sesar Normal Longat, Sesar Normal Sirambas,
Sesar Normal Batang Gadis, dan Sesar Normal
Panyabungan. Sesar Normal Longat dan Sesar
Normal Sirambas diperkirakan merupakan dua
buah struktur yang mengontrol kemunculan mata
air panas di permukaan.
Hidrologi daerah Sampuraga terbagi menjadi areal
resapan (recharge area) tempat terjadinya
penetrasi air meteorik di permukaan bumi dan
areal munculan (discharge area). Areal resapan
terletak di daerah yang berelevasi tinggi berupa
pegunungan dan perbukitan, sedangkan areal
limpasan terletak di daerah berelevasi rendah
berupa pedataran dan tekuk lereng.
GEOKIMIA
Manifestasi permukaan muncul di daerah
Sampuraga berupa fumarol dengan suhu 97oC, pH
asam dan mata air panas dengan suhu 97-100,8oC,
pH netral. Mata air panas juga muncul di daerah
Longat dengan suhu 42-43oC, pH netral. Di luar
daerah penyelidikan juga terdapat mata air panas,
yaitu di daerah Roburan Lombang dan Roburan
Dolok, dengan temperatur masing-masing 49,8oC
dan 79-100,7oC. Dari keempat lokasi tersebut
diambil sampel air dan gas untuk dianalisis.
Hasil analisis kimia air diplot pada diagram
segitiga Cl-SO4-HCO3, Na-K-Mg, dan Cl-Li-B
yang mengacu kepada Giggenbach (1988)
(Gambar 3). Berdasarkan diagram segitiga Cl SO4 -HCO3, air panas Sampuraga 1 dan air panas
Roburan Dolok 2 yang pH asam terletak pada
posisi sulfat. Sampel air pH netral Air panas
Sampuraga 2, Air panas Sampuraga 3, Air panas
Sampuraga 4 dan air panas Roburan Lombang
terletak pada posisi klorida, sedangkan air panas
pH netral lainnya Air panas Longat, Air panas Bor
Longat, dan Air panas Roburan Dolok 1, pada
posisi bikarbonat.
Berdasarkan diagram segitiga Na-K-Mg, air panas
Sampuraga 2, Sampuraga 3, dan Sampuraga 4,
terletak pada partial equilibrium, yang
mengindikasikan bahwa manifestasi yang muncul
ke permukaan dipengaruhi oleh interaksi antara
fluida dengan batuan dalam keadaan panas
sebelum bercampur dengan air permukaan
(meteoric water). Sedangkan Air panas
Sampuraga 1, Air panas Longat, Air panas Bor
Longat, Air panas Roburan Lombang, Air panas
Roburan Dolok 1 dan Air panas Roburan Dolok 2,
terletak
pada
immature
water,
yang
mengindikasikan kalau pengaruh air permukaan
lebih dominan pada pembentukan air panas
tersebut. Diagram Cl-Li-B menunjukkan bahwa
posisi air panas bertipe klorida terletak mengarah
ke posisi tengah diagram. Pada pembentukan
manifestasi berupa mata air panas yang netral
pada daerah penyelidikan Sampuraga ada
interaksi antara fluida panas dengan batuan panas
bumi.
Hasil analisis isotop ditampilkan dalam bentuk
kurva δD terhadap δ18O (Gambar 4). Kurva
tersebut memperlihatkan posisi sampel air panas
sampuraga 3 dan sampuraga 4 terletak pada posisi
sebelah kanan dari garis meteoric water line (18O
shift) yang signifikan, sebagai indikasi adanya
pengkayaan oksigen 18 dari air panas tersebut,
akibat reaksi substitusi oksigen 18 dari batuan
dengan oksigen 16 dari fluida panas pada saat
terjadi interaksi fluida panas dengan batuan
sebelum muncul ke permukaan berupa mata air
panas. Sedangkan air panas longat, air bor longat,
dan air panas roburan lombang, serta air dingin
Sirambas pada garis meteoric water line, sebagai
indikasi air permukaan. Suhu bawah permukaan
berdasarkan geotermometer geokimia air Na-KMg dan geotermometer geokimia gas CO2 sekitar
230oC dan termasuk ke dalam tipe temperatur
tinggi.
Peta distribusi Hg (Gambar 5), memperlihatkan
bahwa anomali Hg tinggi >200 ppb tersebar di
sekitar mata air panas Sampuraga, sedangkan
anomali Hg sedang antara 100-200 ppb tersebar
secara tidak beraturan di sekitar anomali Hg
tinggi, sebelah barat dan selatan mata air panas
Sampuraga. Distribusi CO2 (Gambar 6),
memperlihatkan anomali tinggi >2% tersebar
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
secara tidak beraturan, sedangkan anomali sedang
antara 1-2% di sekitar mata air panas Sampuraga
dan melebar ke arah baratlaut dan tenggara.
Anomali CO2 rendah tersebar di sebelah baratdaya
dan timurlaut mata air panas Sampuraga.
GAYABERAT
Densitas batuan hasil analisis laboratorium adalah
2,68 gr/cm3, digunakan dalam pengolahan data
gaya berat. Anomali bouguer sisa merupakan
anomali hasil ekstraksi antara anomali bouguer
oleh
anomali
regional,
anomali
ini
memperlihatkan sebaran batuan yang bersifat
lokal atau dangkal. Peta anomali bouguer sisa
(Gambar 7) memperlihatkan bahwa anomali
rendah tersebar di sekitar mata air panas
Sampuraga dan cenderung melintang berarah
baratlaut-tenggara. Kondisi ini menunjukkan
kalau batuan di sekitar manifestasi telah
terubahkan oleh sumber panas. Anomali tinggi
tersebar di sekitar timurlaut manifestasi
Sampuraga,
diperkirakan
anomali
ini
menunjukkan batuan lebih segar yang berfungsi
sebagai sumber panas.
MAGNETIK
Anomali magnet total berada pada kisaran antara 379 nT sampai 679 nT (Gambar 8). Anomali
rendah antara -379-0 nT yang berasosiasi dengan
batuan alluvium, sedimen dan lahar tersebar
disekitar air panas Sampuraga menerus ke selatan
dan tersebar di sebelah utara daerah penyelidikan
(Kecamatan Panyabungan). Anomali magnet
sedang antara 0-325 nT berasosiasi dengan batuan
piroklastik, granit, dan batusabak. Anomali tinggi
>325 nT tersebar di sekitar air panas Longat dan
sedikit melebar ke selatan dan berasosiasi dengan
lava andesit segar.
GEOLISTRIK
Tahanan jenis semu hasil pengukuran mapping
dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger
dikelompokkan menjadi tahanan jenis semu
rendah 25 Ohm-m. Peta
tahanan jeni semu bentangan AB/2 = 1000 m
(Gambar 9), memperlihatkan bahwa tahanan jenis
semu rendah tersebar disekitar mata air panas
Sampuraga dan melebar ke arah utara dan
baratdaya (Desa Longat) serta menerus ke arah
tenggara
(Desa
Sirambas).
Daerah
ini
diperkirakan sebagai daerah prospek panas bumi
Sampuraga. Tahanan jenis semu sedang tersebar
dari sebelah utara sampai ke baratdaya daerah
penyelidikan dan sedikit melebar ke sebelah
selatan. Tahanan jenis semu tinggi tersebar di
sebelah timur daerah penyelidikan.
Berdasarkan pengukuran sounding dengan
menggunakan konfigurasi yang sama, tahanan
jenis sebenarnya dikelompokkan menjadi tiga
kelompok, yaitu tahanan jenis rendah 40 Ohm-m (Gambar 10).
Tahanan jenis rendah diperkirakan berasosiasi
dengan batuan penudung (Clay Cap) yang berada
pada kedalaman antara 100-900 m di bawah
permukaan dengan ketebalan bervariatif antara
400-700 m. Tahanan jenis tinggi diperkirakan
berasosiasi dengan reservoar panas bumi yang
berada pada kedalaman antara 900-2000 m di
bawah permukaan.
HEAD-ON
Pengukuran head-on dilakukan pada dua lintasan
yang berarah tegak lurus struktur geologi. Hasil
pengukuran memperlihatkan bahwa di sebelah
timurlaut mata air panas Sampuraga terdapat
kelurusan yang menerus sampai ke bentangan
AB/2 = 600 m (Gambar 11). Kelurusan ini
berhubungan dengan struktur yang mengontrol
terhadap kemunculan manifestasi di permukaan.
DISKUSI
Indikasi adanya gejala panas bumi di daerah
Sampuraga
ditunjukkan
oleh
munculnya
manifestasi panas bumi permukaan berupa mata
air panas dan fumarol yang tersebar di daerah
Sampuraga, Longat, Roburan Lombang dan
Roburan Dolok. Aktivitas vulkanik pada umur
Pliosen-Plistosen menghasilkan beberapa struktur
yang membentuk sesar menangga (graben). Salah
satu sesarnya adalah sesar Sirambas yang memicu
terjadinya terobosan sebagian magma ke
permukaan dan menghasilkan tubuh intrusi dasit.
Tubuh intrusi inilah yang diperkirakan berfungsi
sebagai sumber panas (heat source). Daerah
Sampuraga yang berada pada terban Panyabungan
menjadikan daerah ini memiliki kemampuan
untuk meloloskan air permukaan ke bawah
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
permukaan. Air meteorik ini berinteraksi dengan
fluida magmatik dan gas-gas vulkanik yang
berasal dari tubuh magma menghasilkan fluida
panas. Fluida ini terakumulasi pada batuan yang
permeable (reservoar) dengan batuan diatasnya
menghasilkan batuan ubahan yang bersifat kedap
air (impermeable) yang disebut sebagai Clay Cap
(batuan penudung). Berdasarkan hasil dari
pengukuran sounding tebal batuan penudung ini
berada pada kedalaman antara 100-900 m dengan
ketebalan antara 400-700 m.
Berdasarkan peta kompilasi dari beberapa metode
geosain, terlihat bahwa daerah prospek panas
bumi tersebar di sekitar mata air panas Sampuraga
yang melebar ke sebelah barat dan tenggara (Desa
Sirambas) dengan luas sekitar 10 km2 (Gambar
12) .
Sistem panas bumi yang terbentuk di daerah ini
tersusun atas sumber panas, reservoar, dan batuan
penudung (Gambar 13). Batuan yang berfungsi
sebagai sumber panas adalah intrusi dasit,
sedangkan reservoar panas bumi diduga
merupakan batuan vulkanik Tersier (aliran lava)
dan batuan metasedimen dan batuan metavulkanik
yang bersifat permeabel karena memiliki banyak
struktur rekahan. Batuan penudung yang ditandai
oleh sebaran tahanan jenis rendah 200
Longat
92000
F6500
G7000
100 - 200
CD1
Hutabaringina
APB
APL
TB
90000
CD3
TL
A1000
DK.
SIPIPISAN
T.
998
791
H1850
APS4
APS3
APS1
APS2
Sabajior
TP1
Dalanlidang
2 %
a
rog
Ga
G7000
1-2%
CD1
Hutabaringina
500
DK.
SIPIPISAN
T.
998
791
gar
Lon
A.
70
0
H1850
APS4
CD3
TL
A1000
600
90000
APB
APL
TB
250 nT
300
Kontur anomali magnet
300
F5000
0
10
88000
0
00
11
S
A.
1200
AOLANSIPALIS
Struktur
Aekngali
ADIAN NAGOON
Mata air panas
RK-2
1300
86000
Titik pengukuran geomagnet
RK-3
0
50
Kontur topografi interval 50 meter
DK. PARLAYANAN
RK-4
1200
Limbandolok
RK-5
0
60
00
12
Sungai dan anak sungai
0
50
0
70
0
80
1100
00
13
900
84000
Jalan provinsi, jalan kabupaten dan jalan lokal
Roburanlombang
552000
554000
556000
558000
560000
562000
564000
Gambar 8. Peta Anomali Magnet Total Daerah Panas Bumi Sampuraga
95000
PETA TAHANAN JENIS SEMU
AB/2 = 1000 meter
DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KAB. MANDAILING NATAL, PROV. SUMATERA UTARA
94000
93000
T.
997
218.5
0
500
1000
2000 meter
1500
92000
KETERANGAN :
10
15
25
Ohm-m
91000
Mata air panas
Titik pengukuran mapping
90000
791
Titik pengukuran sounding
Kontur ketinggian interval 50 m
89000
Sungai
SIHIREHIRE
Jalan
88000
Kampung
87000
555000
556000
557000
558000
559000
560000
561000
562000
563000
Gambar 9. Peta Tahanan Jenis Semu Bentangan AB/2 = 1000 m Daerah Panas Bumi Sampuraga
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
Baratlaut
Tenggara
B-4000
200
100
50
C-4000
15
D-4000
15
3
E-4000
40
30
25
1.7
F-4000
80
200
6
100
0
0
-100
17
2.7
-200
-300
-300
7
3.5
-400
1.5
50
-500
-400
-500
-600
-600
40
-700
-800
-100
-200
3
-700
100
40
60
-800
-900
-900
-1000
-1000
< 10 Ohm-m
>40 Ohm-m
10 - 40 Ohm-m
Gambar 10. Penampang Tahanan Jenis Sebenarnya Lintasan Gabungan 2 Daerah Panas Bumi Sampuraga
LINTASAN H
100
50
0
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1400
1600
1800
2000
1400
1600
1800
1400
1600
1800
AB/2 = 200 m
-50
-100
-150
10
0
400
600
800
1000
-10
1200
AB/2 = 400 m
20
0
600
800
1000
1200
AB/2 = 500 m
-20
2
0
-2600
800
1000
1200
AB/2 = 600 m
0
800
-5
900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600
AB/2 = 800 m
Gambar 11. Profil Head-On Lintasan H Daerah Panas Bumi Sampuraga
PROCEEDING PEMAPARAN HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2007
PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI
98000
Manyabar
PETA KOMPILASI GEOSAIN
DAERAH PANAS BUMI SAMPURAGA
KAB. MANDAILING NATAL, SUMATERA UTARA
Gunungtua
Iparbonda
Hutabargottarimbaru
Gunungmanauon
Sabajambu
T.
109
222.4
Kampungpadang
Hutanaingkan
Hutabargiculu
Pasamutabargo
Adianyior
Sigalepangjae
Sabaninjang
Hutabarosdolok
96000
Kayujati
Sabapadang
Hutasiantar
Panyabungan
Barbaranjae
A. Sipolupolu
Tarutungjae
Runding
Kampungbaru
Sipolupalu
Barbaranjulu
Pagaran
94000
0
1000
2000
3000
A Lopan
Hututanga
4000 meter
Pagaransigantal
Pidotidolok
Pulolimbang
KETERANGAN :
T.
997
218.5
Anomali Hg tinggi > 200 ppb
B. Gadis
Longat
92000
Anomali sisa gayaberat
rendah 3 mgal
Anomali tahanan jenis semu
rendah < 10 Ohm-m
Anomali sisa magnet
rendah < 0 nT
SIHIREHIRE
88000
Estimasi daerah prospek
AOLANSIPALIS
Aekngali
Perkiraan struktur geologi
ADIAN NAGOON
86000
DK. PARLAYANAN
Mata air panas
Limbandolok
Saran pengeboran landaian suhu
84000
552000
554000
556000
558000
560000
562000
564000
Gambar 12. Peta Kompilasi Daerah Panas Bumi Sampuraga
Gambar 13. Model Tentatif Sistem Panas Bumi Daerah Panas Bumi Sampuraga