1692 Minarto Physics PENELITIAN 4 (1)

8/3/2019 1692 Minarto Physics PENELITIAN 4 (1)

1/8

PEMODELAN INVERSI DATA GEOLISTRIK UNTUK

MENENTUKAN STRUKTUR PERLAPISAN BAWAH PERMUKAAN

DAERAH PANASBUMI MATALOKO

Eko Minarto*

*Laboratorium Geofisika

Jurusan Fisika FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Email : [email protected]

Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111

Abstrak

Metode geolistrik (tahanan jenis) merupakan metode geofisika yang sangat popular

dan sering digunakan baik dalam survey geologi maupun eksplorasi. Hal ini disebabkan

karena metode geolistrik (tahanan jenis) sangat bagus untuk mengetahui kondisi atau

struktur geologi bawah permukaan berdasarkan variasi tahanan jenis batuannya. Terutama

untuk daerah yang mempunyai kontras tahanan jenis yang cukup jelas terhadap sekitarnya,

misalnya untuk keperluan eksplorasi air tanah, panasbumi (geothermal).

Penyelidikan panasbumi daerah Mataloko dengan menggunakan metode tahanan

listrik (geolistrik) konfigurasi Schlumberger, menunjukkan bahwa daerah tersebut

mempunyai potensi struktur panasbumi yang ditunjukkan oleh nilai tahanan jenis yangrelatif kecil. Hasil pemodelan inversi dengan menggunakan program IPI2WIN diperoleh

model perlapisan bumi yang cukup bagus dengan eror dibawah 5% untuk setiap titiksounding. True section kedua lintasan menunjukkan bahwa terdapat lapisan yang bersifat

konduktif dengan resistivitas < 5 m pada kedalaman sekitar 800m 1000m yang

diperkirakan sebagai lapisan penudung dan lapisan dibawahnya (>1000m) yang bersifatagak resistif (10 m - 100 m) yang diperkirakan sebagai reservoir dari sumberpanasbumi daerah Mataloko.

KATA KUNCI : Geolistrik, tahanan jenis, Schlumberger, true section.

I. Pendahuluan

Sumber daya alam panasbumi

(geothermal) dewasa ini menjadi salah

satu sumber energi alternatif yang banyak

dikembangkan dibanyak negara di dunia.

Hal ini mengingat semakin sedikitnya

cadangan minyak bumi yang tersedia

yang selama ini menjadi sumber energi

primadona. Tidak terkecuali Indonesia

berusaha mengembangkan sumber energi

panasbumi sebagai sumber energi

alternatif. Dan fakta menunjukkan bahwaIndonesia merupakan daerah yang

berpotensi akan sumber daya alam,

termasuk sumber daya panasbumi(geothermal). Diperkirakan Indonesia

mempunyai potensi sumber daya sekitar20.000 MW sumber panasbumi. Sampai

saat ini baru sekitar 3,04% dari sumberdaya yang ada atau kurang dari 1000 MW

yang sudah dieksplorasi [1], sehinggaperlu dilakukan penyelidikan lebih lanjut

untuk pemanfaatan sumber daya

panasbumi yang cukup potensial tersebut.

Metode geolistrik (tahanan jenis)

merupakan salah satu metode geofisika

yang sangat popular dan sering digunakan


2/8

baik dalam survey geologi maupun

eksplorasi. Hal ini disebabkan karena

metode geolistrik (tahanan jenis) sangat

bagus untuk mengetahui kondisi atau

struktur geologi bawah permukaan

berdasarkan variasi tahanan jenis

batuannya. Terutama untuk daerah yangmempunyai kontras tahanan jenis yang

cukup jelas terhadap sekitarnya, seperti

untuk keperluan eksplorasi panasbumi

(geothermal).

Potensi sumber daya geothermal

Indonesia (2000) dalam MW

Kamojang 140

Salak 330

Darajat 125Dieng 60

Sibayak 2

Lahendong 2.5

Wayang Windu 110

Total 769.5

Tabel : Potensi sumber panasbumi di

Indonesia

Metode geolistrik (tahanan jenis)

dapat digunakan untuk mengidentifikasistruktur bawah permukaan dalam

penyelidikan panasbumi. Hal ini dapatditunjukkan dengan penampang harga

tahanan jenis yang mencerminkankarakteristik fisik atau struktur bawah

permukaan. Kondisi ideal geologi yangmemenuhi persyaratan daerah panasbumi

(geothermal reservoir) yang dapat

menghasilkan uap panas adalah adanyasumber panas (heat source), adanya

batuan reservoir dengan porositas danpermeabilitas cukup tinggi berisi fluida

panas (ada pengisian kembali air dinginmelalui rekahan atau sesar), serta adanya

batuan penutup (cap rock) yang dapatmenahan pelepasan panas [2].

Gambar 1 : Skema sumber panasbumi

II.Tinjauan Daerah Penyelidikan

Sumber panasbumi (geothermal)

Mataloko mempunyai posisi geografisantara 08 48' 30" - 08 53' 30" LintangSelatan dan 121 00' - 121 05' Bujur

Timur atau tepatnya terletak diperbatasan

antara Kecamatan Golewa dan Kecamatan

Aimere, Kabupaten Ngada, Flores, Nusa

Tenggara Timur.

Daerah panasbumi Mataloko

mempunyai kondisi geologi yang cukup

ideal dan memenuhi persyaratan daerah

panasbumi yang cukup potensial untuk

dapat menghasilkan uap panas. Hal ini

didukung selain dengan adanya sumberpanas (heat source), adanya batuan

reservoir dengan porositas dan

permeabilitas cukup tinggi, serta adanyabatuan penutup (cap rock) yang dapat

menahan pelepasan panas, juga didukungadanya beberapa sesar yang berfungsi

pada pengisian kembali air sebagaireservoir. Beberapa struktur sesar yang

ada didaerah panasbumi Mataloko antaralain : sesar Bopa terletak dibagian selatan

daerah penyelidikan (disekitar kampung

Bopa), sesar Tudaluda terletak dibagianbarat daya daerah penyelidikan (disekitar

kampung Tedaluda), sesar Were terletak

dibagian tenggara daerah penyelidikan

(disekitar kampung Were), serta sesar

Waeluja terletak dibagian selatan daerah

penyelidikan (disekitar kampung

Mataloko) [3].


3/8

III. Konfigurasi Tahanan Jenis

SchlumbergerSurvey geolistrik (resistivity)

pada umumnya bertujuan untuk

mengetahui kondisi atau struktur geologibawah permukaan berdasarkan variasi

tahanan jenis batuannya [4]. Strukturgeologi yang dapat dideteksi dengan

metode ini terutama adalah yangmempunyai kontras tahanan jenis yang

cukup jelas terhadap sekitarnya, misalnyauntuk keperluan eksplorasi air tanah,

mineral, geothermal (panasbumi). Prinsip

pelaksanaan survey tahanan jenis adalah

dengan menginjeksikan arus listrik

melalui elektroda arus dan mengukur

responnya (tegangan) pada elektroda

potensial dalam suatu susunan(konfigurasi) tertentu [5].

Berdasarkan tujuan dan carapengubahan jarak elektroda, survey

geofisika dibagi menjadi dua cara :

mapping dan sounding. Mapping

dimaksudkan untuk mengetahui variasi

horizontal atau lateral tahanan jenis

batuan pada kedalaman tertentu. Jarak

antar elektroda dibuat tetap sesuai dengan

kedalaman daya penetrasi yang

diinginkan, selanjutnya seluruh susunan

elektroda dipindahkan menurut suatulintasan tertentu. Sedangkan sounding

dimaksudkan untuk mengetahui variasi

tahanan jenis batuan terhadap kedalaman

(secara vertikal). Jarak antar elektrodadiperbesar dalam suatu arah bentangan

pada suatu titik tertentu [6].Konfigurasi metode geolistrik

(resistivity) Schlumberger bertujuanuntuk mengidentifikasi diskontinuitas

lateral (anomali konduktif lokal). Arusdiinjeksikan melalui elektroda AB, dan

pengukuran beda potensial dilakukanpada elektroda MN [7], dimana jarak

elektroda arus (AB) jauh lebih besar dari

jarak elektroda tegangan (MN).

I

V

A M O N B

medium bawah permukaan

Gambar 2 : Skema metode tahanan jeniskonfigurasi Schlumberger.

Struktur resistivitas bumi adalah variasi

harga resistivitas terhadap kedalaman daripermukaan tanah, dapat dinyatakan :

)( ii zf [1]

Tahanan jenis dan kedalaman tiap lapisan

dapat diturunkan dari persamaan :

drJ

IV ir )()(21

20

0

1

[2]

dengan J0 = Fungsi Bessel orde ke nol.

1() = Fungsi Kernel (i , di).

Secara umum harga tahanan jenis semudinyatakan oleh hubungan sebagai berikut

:

I

VKa

[3]

dimana : K : faktor geometri.

V : beda potensial.

I : arus listrik.

Untuk bumi homogen berlaku :

224

22

2

2

22

ABMN

MNAB

AB

I

V

[4]

dengan faktor geometri K.


4/8

224

22

22

22

ABMN

MNAB

ABK

[5]

Gambar 3 : Kurva pengukuran lapangan.

Permukaan bumi

d1, 1

d2, 2

d3, 3

d4, 4~Gambar 4 : Model perlapisan bumi

1 z1

2z2z3 3

4Z

Gambar 5 : Struktur resistivitas bumi

Pengukuran dilapangan menggunakan

konfigurasi Schlumberger, dimana jarakelektroda arus (AB) jauh lebih besar dari

jarak elektroda tegangan (MN). Datayang diperoleh dari pengukuran

dilapangan adalah besarnya arus dan bedapotensial. Jarak AB/2 = 200m, 400m,

500m, 600m, dan 800m, sedang jarak

MN/2 = 80m. Sehingga dapat dihitung

harga tahanan jenis semu berdasarkan

persamaan (4). Terdapat dua buah lintasan

E dan K dengan masing-masing terdiri

dari 10 titik amat.

IV. AnalisaPengukuran geolistrik (tahanan

jenis) konfigurasi Schlumberger daerah

panasbumi Mataloko dilakukan pada 20titik sounding yang terbagi dalam 2

lintasan, masing-masing lintasan sebanyak

10 titik sounding pada lintasan E dan 10

titik sounding pada lintasan K. Dari hasil

pemodelan inversi dengan menggunakan

program IPI2WIN, diperoleh hasil model

perlapisan bumi yang cukup bagus denganeror rata-rata untuk setiap titik sounding

dibawah 5%, (data perhitungan yanghampir mendekati harga observasi) baik

untuk lintasan E maupun lintasan K

(gambar 6 dan gambar 7).


5/8

Gambar 6 :

Model perlapisan bumi untuk masing-masing titik sounding untuk lintasan E.


6/8


7/8

Gambar 7 :

Model perlapisan bumi untuk masing-

masing titik sounding untuk lintasan K.

Gambar 8 : Harga resistivitas dankedalaman tiap lapisan beberapa titik

sounding untuk lintasan E.

Gambar 9 : Harga resistivitas dan

kedalaman tiap lapisan beberapa titiksounding untuk lintasan E.

Dari hasil true section kedua

lintasan memberikan penafsiran bahwapada kedua lintasan terdapat lapisan

konduktif dengan resistivitas < 5 m pada

kedalaman sekitar 800m 1000m yang

diperkirakan sebagai lapisan penudung

dan lapisan dibawahnya yang bersifat agak

resistif (10 m - 100 m) yang

diperkirakan sebagai reservoir dari sumber

panasbumi daerah Mataloko (gambar 10dan gambar 11).

Gambar 10 : Penampang resistivitas semu(Pseudo-Section) dan resistivitas

sebenarnya (true section) untuk lintasan E.


8/8

Gambar 11 : Penampang resistivitas semu

(Pseudo-Section) dan resistivitassebenarnya (true section) untuk lintasan

K.

V. Simpulan

1. Metode geolistrik (tahanan listrik)dengan konfigurasi Schlumberger

dapat digunakan untuk

mengidentifikasi diskontinuitas

lateral (anomali konduktif lokal)bawah permukaan sumber

panasbumi (geothermal).2. Pemodelan inversi dengan

menggunakan program IPI2WINmemberikan hasil model

perlapisan bumi yang cukupbagus. Hal ini dibuktikan dengan

didapatkan eror yang cukup kecil

untuk setiap titik sounding pada

kedua lintasan, yaitu dibawah 5 %

(data perhitungan yang hampirberimpit dengan data observasi).

3. Secara umum hasil pengukuranmenunjukkan bahwa pada kedua

lintasan terdapat lapisan yang

bersifat konduktif dengan

resistivitas < 5 m pada

kedalaman sekitar 800m 1000m

yang diperkirakan sebagai lapisan

penudung dan lapisan dibawahnya

(>1000m) yang bersifat agak

resistif (10 m - 100 m) yang

diperkirakan sebagai reservoir dari

sumber panasbumi daerah

Mataloko.

VI. Daftar Pustaka

[1] Geothermal Education Office,

http://geothermal.marine.org,2000.

[2] D. S. Parasnis, Principles of

Applied Geophysics, second

Edition, Chapman and Hall, New

York, 1972.

[3] Fredy Nanlohi, dkk., Geologi

Daerah Panasbumi Mataloko,

Kabupaten Ngada Flores NusaTenggara Timur, Laporan

Direktorat Vulkanologi, 1997.

[4] H. Grandis, Penerapan Metode

Gaya Berat dan Tahanan Jenis

Dalam Eksplorasi Pendahuluan

Daerah Prospek Panasbumi,Tugas Akhir Jurusan GM ITB,

1986.[5] M. P. Hochstein, Introduction to

Geothermal Prospecting,Geothermal Institut, University of

Auckland, 1982.[6] O. Koefoed, Geosounding

Principles : Resistivity Sounding

Measurement, Elsevier, 1979.

[7] W. M. Telford, L. P. Geldart, and

R. E. Sheriff, Applied

Geophysics, Second Edition,

Cambridge and Hall, New York,

1990.

1692 Minarto Physics PENELITIAN 4 (1)

Documents

Transcript of 1692 Minarto Physics PENELITIAN 4 (1)