14
PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 31 Oktober 2014 406 M2P-02 PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM PENYELIDIKAN SISTEM PANAS BUMI I Gusti Agung Hevy Julia Umbara 1* , Pri Utami 1 , Imam Baru Raharjo 2 1 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika 2, Yogyakarta 55281, *Email: [email protected] 2 Pertamina Geothermal Energy, Menara Cakrawala lt. 15, Jl. MH Thamrin 9, Jakarta 10340 Diterima 20 Oktober 2014 Abstrak Resistivitas merupakan salah satu parameter geofisika yang berguna dalam upaya penyelidikan sistem panas bumi. Mineral alterasi, salinitas fluida, dan temperatur yang tinggi adalah beberapa faktor geologi yang mengontrol anomali resistivitas pada sistem panas bumi.Anomali ini dapat dideteksi melalui pengukuran magnetotellurik (MT). Model resistivitas yang dihasilkan dari survei MT dapat dikombinasikan dengan data geologi untuk pembuatan model konseptual sistem panas bumi. Model konseptual yang dihasilkan bermanfaat dalam penyusunan strategi pengembangan lapangan panas bumi. MT merupakan metode geofisika pasif yang memanfaatkan penetrasi gelombang elektromagnetik (EM) ke bawah permukaan bumi untuk mengetahui nilai impedansi suatu materi. MT sangat baik dalam mendeteksi nilai resistivitas pada kedalaman yang besar, sementara TDEM mampu melengkapi kelemahan MT di dekat permukaan. Data MT membutuhkan beberapa tahap pemrosesan untuk mengurangi noise yang terekam, serta mengubah domain data dari bentuk waktu menjadi frekuensi. Pergeseran statik kurva MT yang terjadi di dekat permukaan dikoreksi dengan menggunakan data TDEM, kurva hasil koreksi statik ini selanjutnya digunakan untuk membuat model resistivitas bawah permukaan. Pemodelan MT 1D menghasilkan model resistivitas pada suatu titik pengukuran. Model dari beberapa titik ini kemudian dikombinasikan untuk membuat penampang resistivitas. Model dalam bentuk penampang resistivitas dapat menggambarkan sebaran zona konduktif dan zona resistif di bawah permukaan yang mencerminkan struktur komponen sistem panas bumi. Pemodelan resistivitas MT memerlukan data pendukung untuk menghasilkan model konseptual sistem panas bumi. Data pendukung ini dapat berupa informasi geologi seperti stratigrafi, alterasi hidrotermal, struktur geologi dan manifestasi panas bumi. Pada penelitian ini penulis menyajikan hasil pemodelan MT dalam bentuk peta resistivitas, visualisasi 2D dan visualisasi 3D yang dikombinasikan dengan data geologi permukaan. Kata kunci: Geofisika, Magnetotellurik, Panas Bumi, Resistivitas. Pendahuluan Resistivitas merupakan salah satu parameter geofisika yang paling berguna dalam usaha untuk memprediksi keberadaan sistem panas bumi. Kondisi geologi sistem panas bumi yang khas merupakan penyebab keberadaan anomali resistivitas di bawah permukaan. Salinitas fluida, mineral alterasi dan temperatur yang tinggi adalah faktor pengontrol nilai resistivitas suatu sistem panas bumi (Ussher et al, 2000). Anomali resistivitas tersebut menjadikan daerah prospek panas bumi dapat dibedakan dengan daerah non-prospek di sekitarnya. Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan struktur resistivitas di bawah permukaan. Metode ini dapat membantu dalam penentuan zona konduktif atau mineral lempung yang menjadi penudung bagi reservoar sistem panas bumi.Selain itu MT juga dapat mendukung hasil penelitian dari

PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

406

M2P-02

PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAMPENYELIDIKAN SISTEM PANAS BUMI

I Gusti Agung Hevy Julia Umbara1*, Pri Utami1, Imam Baru Raharjo2

1Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, Jl. Grafika 2, Yogyakarta 55281,*Email: [email protected]

2Pertamina Geothermal Energy, Menara Cakrawala lt. 15, Jl. MH Thamrin 9, Jakarta 10340

Diterima 20 Oktober 2014

Abstrak

Resistivitas merupakan salah satu parameter geofisika yang berguna dalam upaya penyelidikansistem panas bumi. Mineral alterasi, salinitas fluida, dan temperatur yang tinggi adalah beberapafaktor geologi yang mengontrol anomali resistivitas pada sistem panas bumi. Anomali ini dapatdideteksi melalui pengukuran magnetotellurik (MT). Model resistivitas yang dihasilkan dari surveiMT dapat dikombinasikan dengan data geologi untuk pembuatan model konseptual sistem panasbumi. Model konseptual yang dihasilkan bermanfaat dalam penyusunan strategi pengembanganlapangan panas bumi. MT merupakan metode geofisika pasif yang memanfaatkan penetrasigelombang elektromagnetik (EM) ke bawah permukaan bumi untuk mengetahui nilai impedansisuatu materi. MT sangat baik dalam mendeteksi nilai resistivitas pada kedalaman yang besar,sementara TDEM mampu melengkapi kelemahan MT di dekat permukaan. Data MT membutuhkanbeberapa tahap pemrosesan untuk mengurangi noise yang terekam, serta mengubah domain datadari bentuk waktu menjadi frekuensi. Pergeseran statik kurva MT yang terjadi didekat permukaandikoreksi dengan menggunakan data TDEM, kurva hasil koreksi statik ini selanjutnya digunakanuntuk membuat model resistivitas bawah permukaan. Pemodelan MT 1D menghasilkan modelresistivitas pada suatu titik pengukuran. Model dari beberapa titik ini kemudian dikombinasikanuntuk membuat penampang resistivitas. Model dalam bentuk penampang resistivitas dapatmenggambarkan sebaran zona konduktif dan zona resistif di bawah permukaan yangmencerminkan struktur komponen sistem panas bumi. Pemodelan resistivitas MT memerlukan datapendukung untuk menghasilkan model konseptual sistem panas bumi. Data pendukung ini dapatberupa informasi geologi seperti stratigrafi, alterasi hidrotermal, struktur geologi dan manifestasipanas bumi. Pada penelitian ini penulis menyajikan hasil pemodelan MT dalam bentuk petaresistivitas, visualisasi 2D dan visualisasi 3D yang dikombinasikan dengan data geologipermukaan.

Kata kunci: Geofisika, Magnetotellurik, Panas Bumi, Resistivitas.

Pendahuluan

Resistivitas merupakan salah satu parameter geofisika yang paling berguna dalam usahauntuk memprediksi keberadaan sistem panas bumi. Kondisi geologi sistem panas bumiyang khas merupakan penyebab keberadaan anomali resistivitas di bawah permukaan.Salinitas fluida, mineral alterasi dan temperatur yang tinggi adalah faktor pengontrol nilairesistivitas suatu sistem panas bumi (Ussher et al, 2000). Anomali resistivitas tersebutmenjadikan daerah prospek panas bumi dapat dibedakan dengan daerah non-prospek disekitarnya.

Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapatmenggambarkan struktur resistivitas di bawah permukaan. Metode ini dapat membantudalam penentuan zona konduktif atau mineral lempung yang menjadi penudung bagireservoar sistem panas bumi. Selain itu MT juga dapat mendukung hasil penelitian dari

Page 2: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

407

studi geologi dan geokimia dalam penyusunan strategi pengembangan lapangan panasbumi. MT merupakan metode yang sering dipakai dalam penyelidikan panas bumi karenabiaya yang relatif murah dan teknologi pengolahan data yang semakin berkembang(Anderson et al, 2000).

Struktur Resistivitas Sistem Panas Bumi

Perbedaan nilai resistivitas tiap bagian komponen sistem panas bumi dapat digambarkansebagai suatu struktur resistivitas bawah permukaan yang membantu pembuatan modelkonseptual sistem panas bumi. Komponen sistem panas bumi umumnya memiliki tatanangeologi yang khas, aktivitas hidrotermal yang terjadi sangat mempengaruhi nilairesistivitas batuan di daerah panas bumi. Menurut Flovenz et al (2005) struktur resistivitassistem panas bumi akan bergantung pada parameter fisik seperti temperatur, porositasbatuan, salinitas fluida hidrotermal, saturasi fluida dalam pori batuan dan nilaikonduktivitas antarmuka batuan (interface conductivity).

Struktur resistivitas sistem panas bumi umumnya terdiri dari beberapa bagian yangmemiliki karakter nilai resistivitas tersendiri. Gambar 1 menunjukan ilustrasi strukturresistivitas umum sistem panas bumi di daerah volkanik, sementara Gambar 2 menunjukanhasil penelitian Flovenz et al (2005) yang menggambarkan perubahan nilai resistivitassecara gradual dari bagian atas sistem panas bumi hingga bagian reservoar yangberkorelasi dengan perubahan vertikal jenis-jenis mineral lempung dan temperatur. Bagianpaling atas terdiri dari batuan yang tidak mengalami alterasi, batuan ini umumnya memilikinilai resistivitas yang tinggi dari batuan penudung. Ussher et al (2000) menyatakan bahwabatuan nonalterasi dengan nilai resistivitas tinggi di atas batuan penudung memilikisaturasi fluida yang sangat minim untuk bertindak sebagai jalur konduktif. Sementaramenurut Flovenz et al (2005), tingginya nilai resistivitas ini disebabkan olehketidakhadiran mineral lempung yang mampu menyediakan jalur konduktivitas antarmukabatuan.

Di bawah zona resistif terdapat batuan penudung dengan ciri nilai resistivitas rendah(1-10 Ohm-m), hal ini menurut Flovenz et al (2005) dan Ussher et al (2000) dikarenakanoleh kehadiran mineral lempung yang memiliki nilai Cation Exchange Capacity (CEC)yang tinggi. CEC merupakan kapasitas batuan untuk menyediakan jalur konduktif melaluibidang batas antarmuka batuan (interface conductivity).

Bagian reservoar memiliki nilai resistivitas yang lebih tinggi dibanding batuanpenudung, hal ini dikontrol oleh penurunan jumlah smektit dan digantikan oleh mixed clay,ilit, klorit dan epidot. Mineral-mineral tersebut memiliki nilai CEC yang jauh lebih rendahdibandingkan smektit (Ussher et al, 2000; Flovenz et al, 2005) sehingga memilikikonduktivitas elektrik yang lebih rendah (lebih resistif).

Metode Magnetotellurik

Magnetotellurik (MT) merupakan metode geofisika pasif yang memanfaatkan penetrasigelombang Elektromagnetik (EM) ke bawah permukaan bumi untuk mengetahui nilaiimpedansi suatu materi. Nilai impedansi didapatkan dengan mengukur variasi medanmagnet dan medan elektrik dari gelombang EM di bawah permukaan secara simultan(Tikhonov, 1950; Cagniard, 1953 dalam Simpson and Bahr, 2005). Berdasarkanfrekuensinya sumber gelombang EM ini dibagi menjadi dua, antara lain: (a) Gelombangdengan frekuensi <1 Hz yang berasal dari interaksi antara solar wind dengan magnetosferbumi. (b) Gelombang dengan frekuensi >1 Hz yang berasal dari aktifitas elektrik alamiahdi ionosfer seperti petir/kilat (Ward and Wannamaker, 1983).

Page 3: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

408

Variasi medan magnet (Hy) dan medan elektrik (Ex) yang diukur secara simultan dapatdiaplikasikan pada persamaan impedansi (Zxy) untuk memperoleh nilai resistivitas. Nilaiimpedansi menurut Ward and Wannamaker (1983) diperoleh dari persamaan:

=ݕݔܼ௫ܧ௬ܪ

= −௬ܧ

௫ܪSementara nilai resistivitas diperoleh dari persamaan:

௫௬ߩ = ଶ(ݕݔܼ)(0.2ܶ) = (0.2ܶ)(௫ܧ௬ܪ

)ଶ

Ex dalam Vm-1, Hy dalam A m-1, T merupakan frekuensi [s] dan ߩ adalah nilai resistivitas[ohm-m].

Akusisi Data

Prinsip akusisi data MT di lapangan adalah dengan merekam nilai Ex, Ey, Hx, Hy dan Hz

dengan menggunakan satu set alat ukur MT (Unsworth, 2008). Alat ukur ini terdiri dari 1buah MT Unit, 2 set elektrode, Ex, Ey dan 3 buah koil magnetometer, Hx, Hy dan Hz

(Gambar 3). Hasil perekaman ini selanjutnya dapat diolah untuk mendapatkan nilairesistivitas seperti pada persamaan di atas.

Penentuan lokasi titik ukur MT dalam penyelidikan panas bumi membutuhkanpertimbangan tersendiri untuk mengurangi resiko kegagalan pengukuran. Kondisi geologiberupa geomorfologi, stratigrafi, struktur geologi dan manifestasi panas bumi menjadiparameter dalam penentuan lokasi pengukuran.

Daerah penelitian berada pada zona sesar Sumatera yang memanjang barat laut –tenggara, zona sesar ini tercermin sebagai suatu kelurusan morfologi lembah yang diapitoleh tiga kerucut gunung api. Manifestasi panas bumi berupa fumarol dan mata air panasjuga muncul di sepanjang lembah. Berdasarkan kondisi geologi tersebut, daerah zona sesaryang disertai dengan kemunculan manifestasi panas bumi menjadi prioritas lokasipengukuran MT.

Pemrosesan Data

Nilai Ex, Ey, Hx, Hy dan Hz yang direkam di lapangan merupakan data MT dalam bentuktime series. Untuk dapat diubah menjadi kurva resistivitas MT, data tersebut harus melaluibeberapa tahap pemrosesan yang meliputi fast fourier transform, robust processing danseleksi cross power.

Fast fourier transform merupakan metode untuk merubah data MT dari bentuk timeseries menjadi frequency domain. Robust processing merupakan pemrosesan statistikterhadap data MT untuk mereduksi data-data yang menyimpang dari pola data utama.Sementara seleksi cross power adalah tahap untuk memodifikasi kurva MT agar menjadilebih smooth. Dalam suatu pengukuran MT sering terjadi pergeseran statik, kurva yangmengalami pergeseran statik harus dikoreksi dengan menggunakan data pendukung sepertiTDEM.

Koreksi Statik

Pergeseran statik merupakan suatu fenomena kurva resistivitas yang melenceng dari nilaisebenarnya, pergeseran ini disebabkan oleh berbagai faktor seperti keberadaan materialkonduktif (jaringan kabel listrik bawah permukaan) di dekat lokasi pengukuran dantopografi yang bergelombang. Menurut Cumming and Mackie (2010) distorsi terhadapdata MT oleh material konduktif di dekat permukaan dapat terjadi karena pengukuran MTpada dasarnya menggunakan 2 set alat ukur medan elektrik, Ex, Ey dan 3 buah koil

Page 4: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

409

magnetometer, Hx, Hy dan Hz. Elektrode dan koil ini berpotensi menghasilkan perbedaanhasil perekaman ketika salah satu dari alat tersebut berada di dekat material konduktif (Gambar 3). Elektrode Ey mendapat distorsi dari material konduktif berwarna merah yangtidak terdeteksi oleh elektrode Ex. Nilai pengukuran yang dihasilkan dari kedua elektrodeini seharusnya sama dan mewakili nilai resistivitas batuan yang diukur, akan tetapi distorsidi permukaan menyebabkan kurva Ey menyimpang secara konstan hingga kedalaman yangsignifikan.

TDEM merupakan metode yang merekam nilai resistivitas batuan di dekat permukaantanpa menggunakan elektrode (Gambar 4), metode ini tidak terpengaruh oleh distorsi statikseperti pada metode MT. Data TDEM lapangan yang direkam pada titik pengukuran yangsama dengan data MT digunakan sebagai kurva acuan untuk menggeser kurva MT yangtadinya melenceng. Koreksi statik ini menghasilkan kurva MT yang menunjukan nilaisebenarnya dan menurunkan potensi terjadinya kesalahan interpretasi nilai resistivitasbatuan (Gambar 5).

Forward Modeling

Kurva MT yang telah dikoreksi statik digunakan untuk 1-D forward modeling. Tahap inimerupakan pembuatan model 1-D dari data masing-masing stasiun pengukuran. AnalisisMT-1D menggunakan kurva xyߩ untuk mengetahui distribusi nilai resistivitas di bawahpermukaan (Unsworth, 2008). Kurva xyߩ mewakili nilai resistivitas yang dihasilkan darimedan elektrik Ex yang sejajar dengan jurus struktur utama dan medan magnetik Hy yangtegak lurus terhadap jurus struktur utama di daerah penelitian (Xiao, 2004).

Hasil analisis berupa model MT 1D di suatu titik selanjutnya dikombinasikan denganmodel dari titik lain untuk menghasilkan visualisasi 2D dalam bentuk penampangresistivitas pada lintasan A1 dan B2 (Gambar 10 dan Gambar 11). Selain dalam bentukpenampang, distribusi nilai resistivitas juga disajikan dalam bentuk peta resistivitas(substratum) pada elevasi tertentu untuk mengetahui distribusi anomali resistivitas secaralateral. Penampang dan peta resistivitas dapat menggambarkan distribusi zona konduktifdan zona resistif di bawah permukaan. Determinasi terhadap sebaran zona konduktif danzona resistif sangat penting untuk memperkirakan tatanan komponen sistem panas bumi dibawah permukaan.

Presentasi Hasil

Studi MT yang menghasilkan gambaran resistivitas dapat diintegrasikan dengan datapendukung lain seperti data geologi untuk mendukung pembuatan model konseptual sistempanas bumi. Parameter geologi seperti morfologi, stratigrafi, alterasi hidrotermal, strukturgeologi dan manifestasi panas bumi merupakan beberapa faktor pengontrol alami yangdapat digunakan untuk menjelaskan anomali resitivitas pada sistem panas bumi.

Struktur resistivitas yang dihasilkan dari tahap pemodelan disajikan dalam bentuk petaresistivitas, penampang resistivitas dan visualisasi 3D untuk memberikan gambaran bawahpermukaan yang lebih komprehensif.

Peta Resistivitas

Peta resistivitas menggambarkan sebaran nilai resistivitas secara lateral pada elevasitertentu. Dalam penelitian ini penulis membuat beberapa peta resistivitas dari permukaanhingga kedalaman 5000 m untuk melihat perubahan pola resistivitas. Penulis mengambilrepresentasi peta resisitivitas pada beberapa elevasi yaitu elevasi 600 m d.p.l., -100 m

Page 5: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

410

d.p.l., -1100 m d.p.l. dan -2100 m d.p.l., masing-masing elevasi tersebut mampumenunjukan perubahan pola resistivitas yang ada.

Pada elevasi 600 m d.p.l. (Gambar 6) terlihat sebaran zona konduktif dengan warnamerah berada di bagian tengah daerah penelitian dan memanjang pada arah barat laut -tenggara, zona ini diperkirakan sebagai batuan penudung reservoar panas bumi, fumaroldan mata air panas yang muncul dalam zona ini menjadi indikasi adanya peristiwahidrotermal di bagian bawah batuan penudung. Daerah resistif yang ditandai dengan warnakuning hingga biru teramati di bagian utara dan selatan daerah penelitian, zona inidiperkirakan sebagai material tutupan yang belum mengalami alterasi hidrotermal.

Pada elevasi -100 m d.p.l. (Gambar 7) pola resistivitas menunjukan zona konduktifmengelilingi daerah resistif di bagian tengah yang memanjang pada arah barat laut –tenggara, zona resistif ini terlihat dibatasi oleh batas konduktif kecil. Zona resistif yangterlihat di bagian tengah elevasi ini diduga sebagai bagian atas reservoar yang mulaiterpetakan, zona resistif ini berasosiasi dengan manifestasi panas bumi yang muncul dipermukaan. Daerah konduktif yang tersebar disekeliling zona resistif diperkirakan sebagaibagian sayap dari batuan penudung yang membentuk kubah, batuan penudung ini menebalpada bagian sayap sehingga pada daerah yang lebih dalam yang teramati tidak lagi bagianpuncak dari batuan penudung melainkan bagian sayap yang mengelilingi reservoar dibagian tengah.

Pada elevasi -1100 m d.p.l. (Gambar 8) bentukan reservoar yang ditandai oleh zonaresistif semakin jelas terlihat, batas konduktif yang memisahkan dua klosur pada elevasi -100 m d.p.l. tidak lagi muncul. Zona reservoar berorientasi barat laut – tenggara dengansebaran lebih luas di bagian tenggara. Terdapat zona berwarna biru hingga ungu padabagian timur reservoar yang diperkirakan merupakan tubuh batuan di bawah zonareservoar yang memiliki resistivitas lebih tinggi dari zona reservoar. Daerah konduktifyang muncul pada elevasi ini teramati pada bagian utara dan selatan zona resistif.

Pola resistivitas pada elevasi -2100 m d.p.l. (Gambar 9) terlihat mengalami perubahan,zona reservoar yang ditandai oleh zona resistif dengan warna kuning hingga hijaumenunjukan sebaran yang semakin luas. Perubahan terjadi pada zona yang lebih resistifdengan warna biru yang memanjang ke arah barat laut pada elevasi ini. Daerah konduktifyang diperkirakan sebagai batuan penudung sebarannya semakin sedikit, zona konduktifini hanya muncul di bagian timur laut daerah penelitian.

Visualisasi 2D (Gambar 10)

Penampang A1 (Gambar 10) berarah barat timur dan melintasi manifestasi fumarol,penampang ini dihasilkan dari integrasi 7 stasiun MT pada arah yang sejajar dengan arahpenampang. Zona resistif di dekat permukaan yang teramati pada peta resistivitas elevasi600 m d.p.l. tergambarkan dengan baik pada sayatan melintang ini, zona resistif tersebutberada di bawah stasiun MT008 hingga MT007. Batuan penudung sistem panas bumiditandai oleh zona konduktif yang terdapat di bagian bawah fumarol, zona ini memilikiketebalan sekitar 1000 m.

Transisi dari batuan penudung menjadi reservoar ditandai dengan nilai resistivitas yangsemakin tinggi, hal ini diakibatkan oleh tergantikannya mineral-mineral konduktif sepertismektit yang menyusun batuan penudung menjadi mineral yang lebih resistif berupa ilitdan klorit di zona reservoar. Peningkatan nilai resistivitas di bawah kemunculan fumarolini juga diperkirakan sebagai ekspresi dari peningkatan temperatur fluida dan penurunansalinitas fluida di bawah permukaan.

Penampang B2 (Gambar 11) berarah utara-selatan dan mewakili integrasi data dari 5staiun pengukuran MT, penampang ini melintasi dua manifestasi panas bumi yaknifumarol di bagian utara dan mata air panas di bagian selatan. Pola kubah batuan penudung

Page 6: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

411

yang dijelaskan pada bagian peta resistivitas dapat tergambarkan dengan baik padapenampang melintang ini. Terlihat batuan penudung yang ditandai oleh zona konduktif(berwarna merah) menyelimuti zona resistif (warna kuning hingga biru) di bagian bawahyang diperkirakan sebagai zona reservoar. Zona konduktif ini tipis dibagian puncak kubahdan semakin menebal ke arah sayap.

Bentukan kubah reservoar panas bumi yang teramati pada penampang ini didugaberkaitan erat dengan pergerakan ke atas (upflow) fluida panas bumi yang diekspresikanoleh munculnya fumarol dan mata air panas di bagian puncak dari struktur kubah. Dibagian bawah zona reservoar juga teramati daerah yang jauh lebih resistif dengan bentukanserupa, pola ini diduga merupakan ekspresi dari temperatur fluida hidrotermal yangsemakin tinggi pada titik yang mendekati sumber panas sistem panas bumi.

Visualisasi 3D

Visualisasi 3D dibangun dari integrasi seluruh model resistivitas stasiun MT. Integrasi inimenghasilkan bangun 3D struktur resistivitas di daerah penelitian (Gambar 12), bangun 3Dini selanjutnya disayat pada beberapa bagian agar dapat menunjukan konfigurasi sistempanas bumi yang terletak pada bagian tengah bangun 3D. Interpretasi terpadu selanjutnyadilakukan dengan memasukan data geologi berupa struktur geologi dan manifestasi panasbumi pada model resistivitas (Gambar 13). Model konseptual menunjukan reservoarditutupi oleh zona konduktif dengan nilai resistivitas <10 Ohm-m sebagai batuanpenudung. Batuan penudung tersebar dari barat laut hingga bagian tenggara lapanganpanas bumi. Sebaran batuan penudung di bagian selatan hanya mencapai manifestasi airpanas dengan temperatur 50o C dan pH 6. Kemunculan manifestasi dengan fluidamendekati netral ini kemungkinan menjadi pertanda batas luar sistem panas bumi.

Bentukan kubah reservoar terlihat pada sayatan bagian utara dan menipis pada sayatanbagian timur. Bentukan ini dihasilkan dari deliniasi terhadap struktur resistivitas reservoarpanas bumi dengan memperhitungkan juga jenis manifestasi panas bumi yang muncul dipermukaan. Pergerakan fluida hidrotermal diduga sangat mempengaruhi bentuk reservoarini. Batas struktur reservoar yang teramati tidak semata-mata merefleksikan batas litologibawah permukaan, hal ini justru lebih mencerminkan pola alterasi hidrotermal yangdilakukan oleh fluida panas bumi terhadap batuan di sekitarnya. Intensitas alterasihidrotermal dikontrol oleh distribusi rekahan yang ada pada batuan, hal ini menyebabkanproduk alterasi berupa mineral sekunder hanya akan terbentuk disekitar rekahan batuan.Bagian batuan yang jauh dari rekahan akan mendapat pengaruh yang sangat kecil dariperistiwa alterasi hidrotermal, implikasi dari hal ini adalah nilai resistivitas yang berbedadari bagian batuan yang mengalami rekahan dan tidak mengalami rekahan.

Fluida hidrotermal sistem panas bumi diduga berasal dari downflow air meteorikmelalui struktur-struktur membuka di daerah penelitian. Fluida hidrotermal bertemperaturtinggi bergerak naik (upflow) menuju klosur-klosur yang ditunjukan oleh puncak kubah.Ekspresi dari struktur upflow ini adalah berupa kemunculan manifestasi fumarol dengantemperatur 90o C dan mata air panas dengan temperatur 82-96o C serta pH 2-6. Fluidahidrotermal ini diduga juga bergerak keluar secara lateral (lateral outflow) menuju ke arahtenggara, hal ini ditandai dengan kemunculan manifestasi panas bumi berupa mata airpanas dengan temperatur 50o C dan pH 6 di bagian tenggara lapangan panas bumi.

Kesimpulan

Metode MT sangat penting dilakukan dalam proses penyelidikan sistem panas bumi.Anomali resistivitas yang dideteksi menggunakan metode MT dapat melengkapi datageologi dan geokimia untuk menentukan strategi pengembangan lapangan panas bumi.

Page 7: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

412

Zona dengan nilai resistivitas rendah <10 Ohm-m (zona konduktif) merupakan ciri daribatuan penudung yang mengandung mineral-mineral lempung dengan nilai konduktivitaselektrik (Cation Exchange Capacity) yang tinggi. Batuan penudung umumnya ditutupi olehzona resistif yang merupakan batuan permukaan tak teralterasi yang tidak mengandungmineral lempung dan memiliki saturasi fluida rendah di dalam pori batuan. Zona dengannilai resistivitas tinggi (10-60 Ohm-m) di bawah batuan penudung merupakan karakteristikdari reservoar panas bumi, tingginya nilai resistivitas pada zona ini dikontrol antara lainoleh; penggantian mineral smektit oleh mineral ilit, klorit dan epidot, penurunan salinitasfluida hidrotermal serta peningkatan temperatur. Struktur resistivitas yang dihasilkan daripemodelan MT menunjukan bentukan kubah. Puncak kubah berasosiasi denganmanifestasi panas bumi fumarol dan mata air panas yang mengindikasikan pergerakan keatas (upflow) fluida hidrotermal. Penipisan zona resistif 10-60 Ohm-m dan kemunculanmata air panas di bagian tenggara menjadi pertanda bahwa fluida hidrotermal jugabergerak keluar secara lateral (lateral outflow).

Ucapan Terimakasih

Penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak PT Pertamina Geothermal Energy ataskesempatan untuk mempelajari metode MT selama masa kerja praktek, serta izin yangtelah diberikan untuk mempublikasikan makalah ini.

Daftar Pustaka

Anderson, E., Crosby, D., Ussher, G., 2000, “Bulls-Eye! – Simple Resistivity Imaging toReliably Locate the Geothermal Reservoir”, Proceedings: World GeothermalCongress, Kyushu, [http://www.geothermal-energy.org, diakses 1 Juni 2014]

Cumming, W., Mackie, R., 2010, “Resistivity Imaging of Geothermal Resources Using1D, 2D and 3D MT Inversion and TDEM Static Shift Correction Illustrated by GlassMountain Case History”, Proceedings: World Geothermal Congress, Bali,[http://www.geothermal-energy.org, diakses 28 Mei 2014]

Flóvenz, Ó.G., Spangenberg, E., Kulenkampff, J., Árnason, K., Karlsdóttir, R., Huenges,E., 2005, “The Role of Electrical Interface Conduction in Geothermal Exploration”,Proceedings: World Geothermal Congress, Antalya, [http://www.geothermal-energy.org, diakses 29 September 2014]

Geosystem srl, 1996, Magnetotellurics Survey Report of ‘Padaliang’, unpublished.

LKFT UGM, 2010, Laporan Pengambilan Sampel dan Data Geologi Lapangan SurveyGeologi Daerah Prospek Panasbumi ‘Padaliang’, unpublished.

Simpson, F., Bahr, K., 2005, Practical Magnetotellurics, Cambridge University Press,Cambridge.

Unsworth, M., 2008, Electromagnetic Exploration Methods, University of Alberta,Canada.

Ussher, G., Harvey, C., Johnstone, R., Anderson, E., 2000, “Understanding theResistivities Observed in Geothermal Systems”, Proceedings: World GeothermalCongress, Kyushu, [http://www.geothermal-energy.org, diakses 3 Juni 2014]

Ward, S., H., Wannamaker, P., E., 1983, The MT/AMT Electromagnetic Method inGeothermal Exploration, UNU Geothermal Training Programme Report 1983-5,Iceland.

Xiao, W., 2004, Magnetotelluric Exploration in the Rocky Mountain Foothills, Alberta,Departement of Physics, University of Alberta, Canada.

Page 8: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

413

Gambar 1. Struktur resistivitas sistem panas bumi di daerah volkanik. Batuan permukaanyang tidak mengalami alterasi hidrotermal memiliki nilai resistivitas yang lebih tinggi dari

batuan penudung. Batuan penudung memiliki nilai resistivitas <10 Ohm-m dan zonareservoar memiliki nilai resistivitas 10-60 Ohm-m. (dimodifikasi dari: Cumming and

Mackie, 2010; Johnston et al, 1992; Anderson et al, 2000)

Gambar 2. Perubahan gradual nilai resistivitas pada tiap komponen si`stem panas bumi(dimodifikasi dari Flovenz et al, 2005)

Page 9: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

414

Gambar 3. Skema pengukuran MT dan pergeseran statik yang terjadi pada kurvaresistivitas. (dimodifikasi dari Cumming and Mackie, 2010)

Gambar 4. Konfigurasi pengukuran TEM/TDEM dan kurva yang dihasilkan (dimodifikasidari Cumming and Mackie, 2010)

Gambar 5. Proses koreksi statik kurva MT Ex (merah dalam kotak hijau) dan Ey (birudalam kotak hijau) dengan kurva TDEM (hitam), kurva bagian bawah menunjukan fasegelombang EM. Gambar A menunjukan kurva MT sebelum dikoreksi statik, Gambar B

menunjukan Kurva MT Ey setelah digeser menuju kurva TDEM, Gambar C menunjukankedua kurva MT Ex dan Ey yang sudah dikoreksi statik dan menunjukan nilai resistivitas

yang sama dengan kurva TDEM (dimodifikasi dari Cumming and Mackie, 2010)

Page 10: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

415

Gambar 6. Peta resistivitas pada elevasi 600 m d.p.l. Manifestasi panas bumi diplot untukmenunjukan orientasi sebaran batuan penudung terhadap lokasi manifestasi.

Gambar 7. Peta resistivitas pada elevasi -100 m d.p.l. Manifestasi panas bumi diplotuntuk menunjukan orientasi reservoar panas bumi terhadap manifestasi.

Page 11: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

416

Gambar 8. Peta resistivitas pada elevasi -1100 m d.p.l. Manifestasi panas bumi diplotuntuk menunjukan orientasi reservoar panas bumi terhadap manifestasi.

Gambar 9. Peta resistivitas pada elevasi -2100 m d.p.l. Manifestasi panas bumi diplotuntuk menunjukan orientasi reservoar panas bumi terhadap manifestasi.

Page 12: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

417

Gambar 10. Penampang resistivitas A1 (lokasi penampang/lintasan dapat dilihat pada petaresistivitas)

Gambar 11. Penampang resistivitas B2 (lokasi penampang/lintasan dapat dilihat pada petaresistivitas)

Page 13: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

418

Gambar 12. Visualisasi 3D model resistivitas lapangan panas bumi

Page 14: PENERAPAN METODE MAGNETOTELLURIK DALAM …repository.ugm.ac.id/135146/1/406-419 M2P-02.pdf · Magnetotellurik merupakan salah satu metode geofisika pasif yang dapat menggambarkan

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

419

Gambar 13. Model konseptual sistem panas bumi