ANALISIS RESISTIVITAS BATUAN DAN FLUIDADI BAWAH PERMUKAAN DENGAN METODE GEOLISTRIK SCHLUMBERGERDI DAERAH PANAS BUMIDESA HUTA BARU SIPIROK TAPANULI SELATAN.
ANALISIS RESISTIVITAS BATUAN DAN FLUIDA DI BAWAH PERMUKAAN
DENGAN METODE GEOLISTRIK SCHLUMBERGER DI DAERAH
PANAS BUMI DESA HUTA BARU SIPIROK
TAPANULI SELATAN
Oleh :
Envilwan Berkat Harefa
NIM 409240007
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2013
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan Rahmat-Nya yang telah memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi ini yang berjudul “ Analisis Resistivitas Batuan Dan Fluida Di Bawah
Permukaan Dengan Metode Geolistrik Schlumberger di Daerah Panas Bumi
Desa Huta Baru Kecamatan Sipirok Tapanuli Selatan”, disusun untuk
memperoleh gelar sarjana sain.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada
semua pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi, mulai dari pengajuan
judul proposal penelitian sampai penyusunan skripsi, antara lain Bapak Drs.
Pintor Simamora, M.Si selaku dosen pembimbing utama, Bapak Drs. Abd. Hakim
S, M.Si selaku dosen penasehat akademik dan Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,
Bapak Drs. Khairul Amdani, M.Si, Ibu Rita Juliana, M.Si selaku dosen penguji.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,Ibu
Rita Juliana, M.Si dan Bapak Arman T, S.E selaku dosen pembimbing penulis di
lapangan saat melakukan penelitian di desa Huta Baru Sipirok yang telah banyak
memberikan saran dan masukan demi selesai skripsi ini.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Bapak/Ibu Dosen di
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, khususnya di jurusan fisika
selama penulis mengikuti perkuliahan. Ucapan terimakasih juga disampaikan
kepada Bapak Camat Kecamatan Sipirok Kabupaten Tapanuli Selatan dengan
staf-stafnya yang telah memberikan izin kepada saya untuk melakukan penelitian
di daerah tersebut.
Ucapan terimakasih yang teristimewa penulis sampaikan kepada
keluarga tercinta,ayah (Sidizatulo Harefa) dan ibu (Ibena Gea) dan adik-adikku
Peterman Harefa dan Pinta Niscaya Harefa serta tante (Adinia Harefa/adik
ayah)yang telah banyak memberikan dukungan, bimbingan, arahan, doa dan kasih
sayang serta semangat baik berupa materil maupun moril. Penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada seluruh keluarga besar penulis, khususnya
kepada orangtua kami A/I. Rico Harefa yang selalu mendukung dan membimbing
selama berada di kota Medan.
v
Penulis
juga
mengucapkan
terimakasih
kepada
teman-teman
seperjuangan selama perkuliahan di Universitas Negeri Medan. Kepada temantemandi jurusan Fisika dan terkhusus kepada semua sahabat di program studi
Geofisika Unimed yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan
semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan baik dari segi isi maupun tata bahasa. Untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih semoga skripsi ini bermanfaat bagi
kita semua.
Medan, Juni 2013
Penulis,
Envilwan Berkat Harefa
NIM. 409240007
iii
ANALISIS RESISTIVITAS BATUAN DAN FLUIDADI BAWAH
PERMUKAAN DENGAN METODE GEOLISTRIK SCHLUMBERGER
DI DAERAH PANAS BUMIDESA HUTA BARU
SIPIROK TAPANULI SELATAN
Envilwan Berkat Harefa (NIM. 409240007)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan penyebaran batuan dan
fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah potensi panas bumi di desa Huta
Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan berdasarkan analisa nilai
resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik schlumberger.
Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik
schlumberger, didasari dengan hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas
jenis perlapisan batuan pada tiap lapisan permukaan bumi. Dengan
menginjeksikan arus melalui dua elektroda arus maka beda potensial yang muncul
dapat terukur dari elektroda potensial. Variasi harga tahanan jenis akan didapatkan
jika jarak masing-masing elektroda diubah, sesuai dengan konfigurasi alat yang
dipakai (Metode Schlumberger) dengan nilai tahanan jenis yang terukur bukan
merupakan harga sebenarnya akan tetapi merupakan nilai tahanan jenis semu
(Apprent Resistivity). Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan arus
dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apprent Resistivity)
yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter), ARES-G4 v4.7 SN:
0609135 (Autematic Resistivity System). Kemudian data yang diperoleh dibuat
gambar model penampang dua dimensi dengan menggunakan software Res2Dinv
untuk menampilkan penampang kontur nilai resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian geolistrik menunjukkan bahwa daerah penelitian
memiliki nilai resistivitas yang berbeda-beda yang berkisar antara 4,72 Ωm hingga
167 Ωm. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar
secara lateral, dimana lapisan pasiran sebagai zona konduktif dan lapisan tanah
lanauan sebagai lapisan penutupnya. Lapisan yang berpotensi mengandung fluida
berada pada kedalaman 15,9 – 24,0 meter.Terdapat lapisan yang memiliki nilai
resistivitas < 167 Ωm. Pada lapisan ini ditafsirkan sebagai lapisan batuan dasar
berkekar terisi tanah lembab. Dari kedalaman 1,25 – 24,0 meter jenis tanah atau
batuannya adalah tanah lanauan, lanauan pasiran, dan batuan dasar berkekar terisi
tanah lembab.Pada pengukuran nilai resistivitas setiap lintasan memiliki
ketidakpastian atau persentase kesalahan 6,3%- 10,7%.
Kata Kunci : Geolistrik, Resistivitas, Panas Bumi.
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Steaming Ground (Nenny, 1992)
Tabel 2.2
Klasifikasi Sistem Panas Bumi Berdasarkan Temperatur
10
(Ralph, 1985)
14
Tabel 2.3
Variasi Material Bumi (Batuan)
19
Tabel 2.4
Daftar Harga Resistivitas Tanah/Batuan
19
Tabel 2.5
Data Hubungan Resistivitas dengan suhu pada bejana
20
tanah (Ahmad Abtokhi.2012)
Tabel 3.1
Tabel Spesifikasi Geolistrik
34
Tabel 4.1
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 1
39
Tabel 4.2
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 2
40
Tabel 4.3
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 3
40
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Lapisan Bumi
4
Gambar 2.2
Perpindahan Panas di Bawah Permukaan
6
Gambar 2.3
Hasil Interaksi Tiga Lempeng Tektonik;
7
Lempeng Pasifik; Lempeng Indo-Australia dan
Lempeng Eurasia (Nenny, 1992)
Gambar 2.4
Jenis-jenis Energi Panas Bumi
12
Gambar 2.5
Sistem Dominasi Uap
12
Gambar 2.6
Sistem Dominasi Air
13
Gambar 2.7
Suhu Bawah Permukaan
14
Gambar 2.8
Grafik Suhu Sebagai Fungsi Kedalaman
16
Gambar 2.9
Resistivitas pada Silinder Konduktor
18
Gambar 2.10
Pancaran Arus Listrik
22
Gambar 2.11
Munculnya Potensial Listrik Akibat Aliran Arus
23
Gambar 2.12
Bentuk Umum dari Konfigurasi Elektroda pada Survey
23
Resistivitas
Gambar 2.13
Harga Resistivitas/Tahanan Jenis Semu Lapisan Batuan
26
Gambar 2.14
Skema Akusisi Data Dengan Cara Lateral Maping
28
Gambar 2.15
Teknik Akusisi Data Vertikal Sounding
29
Gambar 3.1
Alat Geolistrik ARES
35
Gambar 3.2
Diagram Alir Penelitian
38
Gambar 4.1
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Pertama
42
Gambar 4.2
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Kedua
44
Gambar 4.3
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Ketiga
45
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Peta Lokasi Penelitian
51
Lampiran 2.
Tabel data lintasan penelitian
56
Lampiran 3.
Gambar alat yang digunakan saat penelitian
70
Lampiran 4.
Dokumentasi Penelitian
71
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Geothermal merupakan sumber daya alam berupa air panas atau uap yang
terbentuk di dalam reservoir bumi melalui pemanasan air bawah permukaan oleh
batuan beku panas. Air permukaan yang berasal dari sungai, hujan, danau, laut,
dan lain-lain meresap dalam tanah, mengalir dan bersentuhan dengan tubuh
magma atau batuan beku panas tersebut, mendidih kemudian membentuk air dan
uap panas. Karena berat jenis, temperatur dan tekanannya, uap dan air panas ini
mengalir kembali ke permukaan melalui bidang-bidang rekahan di lapisan kulit
bumi dan membentuk manifestasi panas bumi. (Sundoro, dkk.2006).
Salah satunya potensi daerah panas bumi berada di Sumatera Utara
tepatnya di daerah desa Huta Baru, kecamatan Sipirok, kabupaten Tapanuli
Selatan. Daerah Sipirok merupakan sebuah kecamatan yang berada di Provinsi
Sumatera Utara berjarak 385 km dari kota Medan. Tepatnya letak Kecamatan
Sipirok ini berada dalam jalur lintas Sumatera bagian barat dan merupakan jalan
utama yang menghubungkan Pulau Sumatera dengan Pulau Jawa. Perubahan
struktur di bawah permukaan bumi terjadi akibat perubahan beban massa tanah
dan batuan baik di permukaan bumi maupun di dalam bumi. Untuk
mengidentifikasi struktur bawah permukaan akibat peristiwa tersebut, dapat
digunakan beberapa metode geofisika( Sharma, Prem. V. 1997).
Selain sebagai objek wisata, hingga saat ini pemanfaatan sumber daya
panas bumi yang terdapat di daerah Sipirok ini hanya digunakan untuk usaha
permandian air panas oleh masyarakatnya. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu
usaha untuk mengembangkan sumber daya panas bumi tersebut menjadi suatu
sumber daya yang lebih berdaya guna terlebih untuk masyarakat sekitarnya. Salah
satu usaha usaha untuk mengembangkan sumber daya panas bumi yaitu dengan
melakukan Eksplorasi.
Eksplorasi yang dapat diterapkan yaitu survei resistivitas batuan dengan
menggunakan metode geolistrik. Metode geolistrik merupakan salah satu metode
geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di bawah permukaan dan untuk
pendugaan keadaan di bawah permukaan, seperti pendugaan jenis bahan penyusun
1
batuan. Pendugaan tersebut didasarkan pada pengukuran nilai reisistivitasnya
(Telford dan Sheriff, 1982). Pada metode ini, masing-masing perlapisan batuan
terpresentasikan oleh variasi nilai tahanan jenisnya. Di mana nilai tahanan jenis
setiap lapisan batuan ditentukan oleh faktor jenis material penyusunnya,
kandungan air dalam batuan, sifat kimia air, porositas batuan dan suhu reservoirnya, maka dengan mengetahui nilai tahanan jenis dari perlapisan batuan dapat
dipelajari jenis material batuan dan kondisi air tanahnya.
Penggunaan metode geolistrik tahanan jenis dilakukan untuk menentukan
resistivitas batuan yang ada pada geothermal dan mengetahui pengaruh suhu
terhadap resistivitas. Sehingga penulis memilih judul : Analisis Resistivitas
Batuan Dan Fluida Di Bawah Permukaan Dengan Metode Geolistrik
Schlumberger Di Daerah Panas Bumi Desa Huta Baru Sipirok Tapanuli
Selatan.
1.2 Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Menggunakan
metode
geolistrik
Schlumberger
sebagai
eksplorasi
pendahuluan pada daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan
Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Data yang ditentukan adalah data resistivitas dari sebaran batuan di bawah
permukaan daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok
kabupaten Tapanuli Selatan, sehingga diperoleh model struktur sistem
geotermalnya.
2
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah maka masalah yang akan
dibahas dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana penyebaran lapisan batuan yang terdapat di bawah permukaan
daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten
Tapanuli Selatan.
2. Bagaimana penyebaran fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah
potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli
Selatan.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penyebaran lapisan batuan di bawah permukaan daerah potensi
panas bumi di kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Mengetahui penyebaran fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah
potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli
Selatan.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Sebagai salah satu informasi untuk mengetahui pengaruh suhu reservoir
terhadap resistivitas dan penyebaran geothermal daerah panas bumi desa Huta
Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Sebagai bahan informasi penelitian lebih lanjut untuk mengetahui prospek
atau tidaknya daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan
Sipirok.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Lapisan batuan yang berpotensi mengandung fluida geothermal adalah
lapisan tanah lanauan pasiran dan tanah lempung lanauan basah yang
memiliki harga resistivitas antara 4,72 Ωm – 60,3 Ωm pada kedalaman
2,60- 24,0 meter ( lapisan dengan warna kontur biru) dan pada pengukuran
nilai resistivitas setiap lintasan memiliki ketidakpastian atau persentase
kesalahan 6,3%- 10,7%. Jenis tanah dan batuan pada masing-masing
lintasan (lintasan I, II dan III) memiliki penyusun yang sama, tetapi hanya
nilai resistivitas dan kedalamannya saja yang berbeda. Dari kedalaman
1,25 – 24,0 meter jenis tanah/batuannya adalah tanah lanauan, lanauan
pasiran, dan batuan dasar berkekar terisi tanah lembab.
2. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar secara
lateral, dimana lapisan pasiran sebagai zona konduktif dan lapisan tanah
lanauan sebagai lapisan penutupnya. Hasil analisa menunjukan adanya
kesamaan lapisan tanah dan batuan pada hasil analisa masing-masing
lintasan di daerah penelitian.
47
2.2 Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu :
1. Dilihat dari pola penyebaran fluida geothermal, maka perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan
mengubah tata cara peletakan rentangan kabel elektroda-elektroda yang
akan digunakan, sehingga potensinya akan lebih terlihat.
2. Mengadakan penelitian lebih lanjut pada tempat penelitian dengan
menggunakan metode termometer empiris untuk mendapatkan data yang
lebih maksimal sebagai referensi pemanfaatan panas bumi.
48
RIWAYAT HIDUP
Envilwan Berkat Harefa dilahirkan di kota Gunungsitoli, Kabupaten
Nias Provinsi Sumatera Utara pada tanggal 08 Juli 1991. Ayah bernama
Sidizatulo Harefa dan Ibu bernama Ibena Gea, dan merupakan anak pertama dari
tiga bersaudara. Pada tahun 1995 penulis masuk TK. Agape Gunungsitoli dan
lulus pada tahun 1997. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan sekolah masuk ke
SD. Negeri 074040 Madula Gunungsitoli dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun
2003 penulis melanjutkan sekolah ke SLTP Masyarakat Damai Gunungsitoli dan
lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006, penulis melanjutkan sekolah di SMA
Negeri Unggulan Sukma Nias, Gunungsitoli dan lulus pada tahun 2009.
Pada tahun 2009 penulis mengikuti ujian SNMPTN yang kemudian
lulus dan diterima di Jurusan Fisika Program Studi Fisika, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan dan lulus pada tahun
2013. Di Universitas Negeri Medan, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan
IKBKF(Ikatan Keluarga Besar Kristen Fisika) dan pernah menjadi pengurus
dalam organisasi HMJ (Himpunan Mahasiswa Jurusan) Fisika Unimed. Selain itu,
penulis juga sebagai Asisten Laboratorium listrik di laboratorium fisika
Universitas Negeri Medan dari tahun 2011 sampai tahun 2013. Penulis pernah
mengadakan PKL (Praktek Kerja Lapangan) di BMKG (Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika) di Stasiun Geofisika Gunungsitoli, Nias.
DENGAN METODE GEOLISTRIK SCHLUMBERGER DI DAERAH
PANAS BUMI DESA HUTA BARU SIPIROK
TAPANULI SELATAN
Oleh :
Envilwan Berkat Harefa
NIM 409240007
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2013
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
berkat dan Rahmat-Nya yang telah memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan waktu yang direncanakan.
Skripsi ini yang berjudul “ Analisis Resistivitas Batuan Dan Fluida Di Bawah
Permukaan Dengan Metode Geolistrik Schlumberger di Daerah Panas Bumi
Desa Huta Baru Kecamatan Sipirok Tapanuli Selatan”, disusun untuk
memperoleh gelar sarjana sain.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada
semua pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi, mulai dari pengajuan
judul proposal penelitian sampai penyusunan skripsi, antara lain Bapak Drs.
Pintor Simamora, M.Si selaku dosen pembimbing utama, Bapak Drs. Abd. Hakim
S, M.Si selaku dosen penasehat akademik dan Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,
Bapak Drs. Khairul Amdani, M.Si, Ibu Rita Juliana, M.Si selaku dosen penguji.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si,Ibu
Rita Juliana, M.Si dan Bapak Arman T, S.E selaku dosen pembimbing penulis di
lapangan saat melakukan penelitian di desa Huta Baru Sipirok yang telah banyak
memberikan saran dan masukan demi selesai skripsi ini.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Bapak/Ibu Dosen di
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, khususnya di jurusan fisika
selama penulis mengikuti perkuliahan. Ucapan terimakasih juga disampaikan
kepada Bapak Camat Kecamatan Sipirok Kabupaten Tapanuli Selatan dengan
staf-stafnya yang telah memberikan izin kepada saya untuk melakukan penelitian
di daerah tersebut.
Ucapan terimakasih yang teristimewa penulis sampaikan kepada
keluarga tercinta,ayah (Sidizatulo Harefa) dan ibu (Ibena Gea) dan adik-adikku
Peterman Harefa dan Pinta Niscaya Harefa serta tante (Adinia Harefa/adik
ayah)yang telah banyak memberikan dukungan, bimbingan, arahan, doa dan kasih
sayang serta semangat baik berupa materil maupun moril. Penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada seluruh keluarga besar penulis, khususnya
kepada orangtua kami A/I. Rico Harefa yang selalu mendukung dan membimbing
selama berada di kota Medan.
v
Penulis
juga
mengucapkan
terimakasih
kepada
teman-teman
seperjuangan selama perkuliahan di Universitas Negeri Medan. Kepada temantemandi jurusan Fisika dan terkhusus kepada semua sahabat di program studi
Geofisika Unimed yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan
semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh dari
kesempurnaan baik dari segi isi maupun tata bahasa. Untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih semoga skripsi ini bermanfaat bagi
kita semua.
Medan, Juni 2013
Penulis,
Envilwan Berkat Harefa
NIM. 409240007
iii
ANALISIS RESISTIVITAS BATUAN DAN FLUIDADI BAWAH
PERMUKAAN DENGAN METODE GEOLISTRIK SCHLUMBERGER
DI DAERAH PANAS BUMIDESA HUTA BARU
SIPIROK TAPANULI SELATAN
Envilwan Berkat Harefa (NIM. 409240007)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan penyebaran batuan dan
fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah potensi panas bumi di desa Huta
Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan berdasarkan analisa nilai
resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik schlumberger.
Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik
schlumberger, didasari dengan hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas
jenis perlapisan batuan pada tiap lapisan permukaan bumi. Dengan
menginjeksikan arus melalui dua elektroda arus maka beda potensial yang muncul
dapat terukur dari elektroda potensial. Variasi harga tahanan jenis akan didapatkan
jika jarak masing-masing elektroda diubah, sesuai dengan konfigurasi alat yang
dipakai (Metode Schlumberger) dengan nilai tahanan jenis yang terukur bukan
merupakan harga sebenarnya akan tetapi merupakan nilai tahanan jenis semu
(Apprent Resistivity). Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan arus
dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apprent Resistivity)
yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter), ARES-G4 v4.7 SN:
0609135 (Autematic Resistivity System). Kemudian data yang diperoleh dibuat
gambar model penampang dua dimensi dengan menggunakan software Res2Dinv
untuk menampilkan penampang kontur nilai resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian geolistrik menunjukkan bahwa daerah penelitian
memiliki nilai resistivitas yang berbeda-beda yang berkisar antara 4,72 Ωm hingga
167 Ωm. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar
secara lateral, dimana lapisan pasiran sebagai zona konduktif dan lapisan tanah
lanauan sebagai lapisan penutupnya. Lapisan yang berpotensi mengandung fluida
berada pada kedalaman 15,9 – 24,0 meter.Terdapat lapisan yang memiliki nilai
resistivitas < 167 Ωm. Pada lapisan ini ditafsirkan sebagai lapisan batuan dasar
berkekar terisi tanah lembab. Dari kedalaman 1,25 – 24,0 meter jenis tanah atau
batuannya adalah tanah lanauan, lanauan pasiran, dan batuan dasar berkekar terisi
tanah lembab.Pada pengukuran nilai resistivitas setiap lintasan memiliki
ketidakpastian atau persentase kesalahan 6,3%- 10,7%.
Kata Kunci : Geolistrik, Resistivitas, Panas Bumi.
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Steaming Ground (Nenny, 1992)
Tabel 2.2
Klasifikasi Sistem Panas Bumi Berdasarkan Temperatur
10
(Ralph, 1985)
14
Tabel 2.3
Variasi Material Bumi (Batuan)
19
Tabel 2.4
Daftar Harga Resistivitas Tanah/Batuan
19
Tabel 2.5
Data Hubungan Resistivitas dengan suhu pada bejana
20
tanah (Ahmad Abtokhi.2012)
Tabel 3.1
Tabel Spesifikasi Geolistrik
34
Tabel 4.1
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 1
39
Tabel 4.2
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 2
40
Tabel 4.3
Pembacaan Data Pada GPS di Lintasan 3
40
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Lapisan Bumi
4
Gambar 2.2
Perpindahan Panas di Bawah Permukaan
6
Gambar 2.3
Hasil Interaksi Tiga Lempeng Tektonik;
7
Lempeng Pasifik; Lempeng Indo-Australia dan
Lempeng Eurasia (Nenny, 1992)
Gambar 2.4
Jenis-jenis Energi Panas Bumi
12
Gambar 2.5
Sistem Dominasi Uap
12
Gambar 2.6
Sistem Dominasi Air
13
Gambar 2.7
Suhu Bawah Permukaan
14
Gambar 2.8
Grafik Suhu Sebagai Fungsi Kedalaman
16
Gambar 2.9
Resistivitas pada Silinder Konduktor
18
Gambar 2.10
Pancaran Arus Listrik
22
Gambar 2.11
Munculnya Potensial Listrik Akibat Aliran Arus
23
Gambar 2.12
Bentuk Umum dari Konfigurasi Elektroda pada Survey
23
Resistivitas
Gambar 2.13
Harga Resistivitas/Tahanan Jenis Semu Lapisan Batuan
26
Gambar 2.14
Skema Akusisi Data Dengan Cara Lateral Maping
28
Gambar 2.15
Teknik Akusisi Data Vertikal Sounding
29
Gambar 3.1
Alat Geolistrik ARES
35
Gambar 3.2
Diagram Alir Penelitian
38
Gambar 4.1
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Pertama
42
Gambar 4.2
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Kedua
44
Gambar 4.3
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Ketiga
45
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Peta Lokasi Penelitian
51
Lampiran 2.
Tabel data lintasan penelitian
56
Lampiran 3.
Gambar alat yang digunakan saat penelitian
70
Lampiran 4.
Dokumentasi Penelitian
71
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Geothermal merupakan sumber daya alam berupa air panas atau uap yang
terbentuk di dalam reservoir bumi melalui pemanasan air bawah permukaan oleh
batuan beku panas. Air permukaan yang berasal dari sungai, hujan, danau, laut,
dan lain-lain meresap dalam tanah, mengalir dan bersentuhan dengan tubuh
magma atau batuan beku panas tersebut, mendidih kemudian membentuk air dan
uap panas. Karena berat jenis, temperatur dan tekanannya, uap dan air panas ini
mengalir kembali ke permukaan melalui bidang-bidang rekahan di lapisan kulit
bumi dan membentuk manifestasi panas bumi. (Sundoro, dkk.2006).
Salah satunya potensi daerah panas bumi berada di Sumatera Utara
tepatnya di daerah desa Huta Baru, kecamatan Sipirok, kabupaten Tapanuli
Selatan. Daerah Sipirok merupakan sebuah kecamatan yang berada di Provinsi
Sumatera Utara berjarak 385 km dari kota Medan. Tepatnya letak Kecamatan
Sipirok ini berada dalam jalur lintas Sumatera bagian barat dan merupakan jalan
utama yang menghubungkan Pulau Sumatera dengan Pulau Jawa. Perubahan
struktur di bawah permukaan bumi terjadi akibat perubahan beban massa tanah
dan batuan baik di permukaan bumi maupun di dalam bumi. Untuk
mengidentifikasi struktur bawah permukaan akibat peristiwa tersebut, dapat
digunakan beberapa metode geofisika( Sharma, Prem. V. 1997).
Selain sebagai objek wisata, hingga saat ini pemanfaatan sumber daya
panas bumi yang terdapat di daerah Sipirok ini hanya digunakan untuk usaha
permandian air panas oleh masyarakatnya. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu
usaha untuk mengembangkan sumber daya panas bumi tersebut menjadi suatu
sumber daya yang lebih berdaya guna terlebih untuk masyarakat sekitarnya. Salah
satu usaha usaha untuk mengembangkan sumber daya panas bumi yaitu dengan
melakukan Eksplorasi.
Eksplorasi yang dapat diterapkan yaitu survei resistivitas batuan dengan
menggunakan metode geolistrik. Metode geolistrik merupakan salah satu metode
geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di bawah permukaan dan untuk
pendugaan keadaan di bawah permukaan, seperti pendugaan jenis bahan penyusun
1
batuan. Pendugaan tersebut didasarkan pada pengukuran nilai reisistivitasnya
(Telford dan Sheriff, 1982). Pada metode ini, masing-masing perlapisan batuan
terpresentasikan oleh variasi nilai tahanan jenisnya. Di mana nilai tahanan jenis
setiap lapisan batuan ditentukan oleh faktor jenis material penyusunnya,
kandungan air dalam batuan, sifat kimia air, porositas batuan dan suhu reservoirnya, maka dengan mengetahui nilai tahanan jenis dari perlapisan batuan dapat
dipelajari jenis material batuan dan kondisi air tanahnya.
Penggunaan metode geolistrik tahanan jenis dilakukan untuk menentukan
resistivitas batuan yang ada pada geothermal dan mengetahui pengaruh suhu
terhadap resistivitas. Sehingga penulis memilih judul : Analisis Resistivitas
Batuan Dan Fluida Di Bawah Permukaan Dengan Metode Geolistrik
Schlumberger Di Daerah Panas Bumi Desa Huta Baru Sipirok Tapanuli
Selatan.
1.2 Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Menggunakan
metode
geolistrik
Schlumberger
sebagai
eksplorasi
pendahuluan pada daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan
Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Data yang ditentukan adalah data resistivitas dari sebaran batuan di bawah
permukaan daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok
kabupaten Tapanuli Selatan, sehingga diperoleh model struktur sistem
geotermalnya.
2
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah maka masalah yang akan
dibahas dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana penyebaran lapisan batuan yang terdapat di bawah permukaan
daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten
Tapanuli Selatan.
2. Bagaimana penyebaran fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah
potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli
Selatan.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penyebaran lapisan batuan di bawah permukaan daerah potensi
panas bumi di kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Mengetahui penyebaran fluida yang terdapat di bawah permukaan daerah
potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli
Selatan.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Sebagai salah satu informasi untuk mengetahui pengaruh suhu reservoir
terhadap resistivitas dan penyebaran geothermal daerah panas bumi desa Huta
Baru kecamatan Sipirok kabupaten Tapanuli Selatan.
2. Sebagai bahan informasi penelitian lebih lanjut untuk mengetahui prospek
atau tidaknya daerah potensi panas bumi di desa Huta Baru kecamatan
Sipirok.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Lapisan batuan yang berpotensi mengandung fluida geothermal adalah
lapisan tanah lanauan pasiran dan tanah lempung lanauan basah yang
memiliki harga resistivitas antara 4,72 Ωm – 60,3 Ωm pada kedalaman
2,60- 24,0 meter ( lapisan dengan warna kontur biru) dan pada pengukuran
nilai resistivitas setiap lintasan memiliki ketidakpastian atau persentase
kesalahan 6,3%- 10,7%. Jenis tanah dan batuan pada masing-masing
lintasan (lintasan I, II dan III) memiliki penyusun yang sama, tetapi hanya
nilai resistivitas dan kedalamannya saja yang berbeda. Dari kedalaman
1,25 – 24,0 meter jenis tanah/batuannya adalah tanah lanauan, lanauan
pasiran, dan batuan dasar berkekar terisi tanah lembab.
2. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar secara
lateral, dimana lapisan pasiran sebagai zona konduktif dan lapisan tanah
lanauan sebagai lapisan penutupnya. Hasil analisa menunjukan adanya
kesamaan lapisan tanah dan batuan pada hasil analisa masing-masing
lintasan di daerah penelitian.
47
2.2 Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu :
1. Dilihat dari pola penyebaran fluida geothermal, maka perlu dilakukan
penelitian lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data dan
mengubah tata cara peletakan rentangan kabel elektroda-elektroda yang
akan digunakan, sehingga potensinya akan lebih terlihat.
2. Mengadakan penelitian lebih lanjut pada tempat penelitian dengan
menggunakan metode termometer empiris untuk mendapatkan data yang
lebih maksimal sebagai referensi pemanfaatan panas bumi.
48
RIWAYAT HIDUP
Envilwan Berkat Harefa dilahirkan di kota Gunungsitoli, Kabupaten
Nias Provinsi Sumatera Utara pada tanggal 08 Juli 1991. Ayah bernama
Sidizatulo Harefa dan Ibu bernama Ibena Gea, dan merupakan anak pertama dari
tiga bersaudara. Pada tahun 1995 penulis masuk TK. Agape Gunungsitoli dan
lulus pada tahun 1997. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan sekolah masuk ke
SD. Negeri 074040 Madula Gunungsitoli dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun
2003 penulis melanjutkan sekolah ke SLTP Masyarakat Damai Gunungsitoli dan
lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006, penulis melanjutkan sekolah di SMA
Negeri Unggulan Sukma Nias, Gunungsitoli dan lulus pada tahun 2009.
Pada tahun 2009 penulis mengikuti ujian SNMPTN yang kemudian
lulus dan diterima di Jurusan Fisika Program Studi Fisika, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan dan lulus pada tahun
2013. Di Universitas Negeri Medan, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan
IKBKF(Ikatan Keluarga Besar Kristen Fisika) dan pernah menjadi pengurus
dalam organisasi HMJ (Himpunan Mahasiswa Jurusan) Fisika Unimed. Selain itu,
penulis juga sebagai Asisten Laboratorium listrik di laboratorium fisika
Universitas Negeri Medan dari tahun 2011 sampai tahun 2013. Penulis pernah
mengadakan PKL (Praktek Kerja Lapangan) di BMKG (Badan Meteorologi
Klimatologi dan Geofisika) di Stasiun Geofisika Gunungsitoli, Nias.