Oleh:
Lily Nurindah Sari NIM 4121240005 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 16 Agustus 1994 di Medan Propinsi
Sumatera Utara dari pasangan orang tua Juliono dan Ngatini S.Pd. Penulis
merupakan anak pertama dari tiga bersaudara.
Pada tahun 2000, penulis masuk SD Taman Pendidikan Islam medan dan
lulus pada tahun 2006. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan sekolah
menengah pertama di SMP Negeri 3 Medan dan lulus pada tahun 2009.
Selanjutnya penulis melanjutkan ke sekolah SMA Negeri 13 Medan dan lulus
pada tahun 2012 dan pada tahun yang sama penulis dinyatakan lulus di Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam pada Program Studi Fisika Jurusan
PENENTUAN POLA PENYEBARAN FLUIDA BAWAH PERMUKAAN DAERAH GEOTHERMAL MENGGUNAKAN METODE GEOMAGNET
DAN GEOLISTRI K DI DUSUN B AH OAN KECAMAT AN SILOU KAHEAN KABUPATEN SIMALUNGUN
Lily Nurindah Sari (4121240005)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang Penentuan Pola Penyebaran Fluida Bawah Permukaan Daerah Geothermal Menggunakan Metode Geomagnet dan Geolistrik di Dusun Bahoan Kecamatan Silou Kahean Kabupaten Simalungun. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh penyebaran anomali magnet bumi, struktur batuan, dan pola penyebaran fluida. Pengukuran metode geomagnet menggunakan PPM (Proton Precession Magnetometer) tipe Elsec 770. Pengambilan data dilakukan secara acak dengan jumlah titik yang diperoleh 40 titik ukur, pengolahan data menggunakan surfer 10 untuk mendapatkan peta kontur dan Mag2DC for windows untuk mendapatkan penampang anomali magnetik. Metode geolistrik menggunakan alat Ares-G4 Versi 4,7 (Automatic Resistivity System) dan GPS (Global Positioning System) pengukuran metode geolistrik dilakukan dengan membentangkan elektroda serta menginjeksi arus melalui elektroda dan beda potensial yang muncul dapat terukur sehingga didapat harga resistivitas semu yang diperoleh dari alat geolistrik. Kemudian data diolah menggunakan Res2Dinv untuk mendapatkan penampang kontur 2-D dari nilai resistivitas lapisan batuan, selanjutnya menggabungkan data dari ketiga lintasan yang diolah menggunakan Res3Dinv untuk mendapatkan penampang 3-D.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai anomali dengan metode geomagnet memiliki nilai terendah 20,51 nT dan nilai tertinggi 67,18 nT, nilai suseptibilitas 0,00051-0,00098 cgs batuan pasir dan nilai suseptibilitas 0,0013-0,0016 cgs batuan gamping. Untuk metode geolistrik memiliki nilai resistivitas 12,5-37,3 Ωm lapisan Silts dengan kedalaman 1,25-3,75 meter, dan nilai resistivitas 1,26-8,72 Ωm lapisan lempung dengan kedalaman 6,38-12,4 meter. Kontur penyebaran fluida menggunakan metode geomagnet dan geolistrik tersebar melintang dari barat daya menuju timur laut.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
karunia-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi
ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains di
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Negeri
Medan. Adapun judul skripsi ini yaitu “ Penentuan Pola Penyebaran Fluida Bawah Permukaan Daerah Geothermal Menggunakan Metode Geomagnet dan Geolistrik di Dusun Bahoan Kecamatan Silou Kahean Kabupaten Simalungun”.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada berbagai
pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi, mulai dari pengajuan judul
proposal penelitian sampai penyusunan skripsi, antara lain Bapak Muhammad
Kadri, S.Si., M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan
saran, bimbingan dan nasehat keilmuan selama penelitian dan penulisan skripsi,
dan Bapak Dr. Rahmatsyah, M.Si selaku dosen penasehat akademik. Ucapan
terima kasih juga disampaikan pada Ibu Dr. Rita Juliani, M.Si, Bapak Drs. Juniar
Hutahean, M.Si dan Bapak Dr. Alkhafi Maas Siregar M.Si selaku dosen penguji
yang telah memberi masukan dan saran mulai dari perencanaan penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi ini. Disamping itu, ucapan terima kasih kepada
Bapak Rektor Unimed Prof. Dr. Syawal Gultom, M.Pd selaku pimpinan Unimed
beserta seluruh wakil rektor, Bapak Dr. Asrin Lubis, M.Pd, selaku Dekan FMIPA
UNIMED, Bapak Dr. Alkhafi Maas Siregar, M.Si, selaku ketua jurusan fisika, Ibu
Dr. Rita Juliana, M.Si, selaku sekretaris jurusan fisika, Bapak Dr. Makmur Sirait,
M.Si, selaku ketua program studi fisika, beserta seluruh staf edukatif dan
administratif pada program studi Fisika Universitas Negeri Medan.
Ucapan terimakasih kepada bapak Margono selaku Kepala Kantor BMKG
serta staf pegawai yang telah membantu dalam peminjaman alat untuk penelitian
dan abang Yosi Setiawan yang ikut serta pada penelitian dalam penyelesaian
memberi ijin penulis untuk melakukan penelitian di daerah Dusun Bahoan Desa
Dolok Marawa Kecamatan Silou Kahean Kabupaten Simalungun.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih kepada orang
tua saya, Ayahanda dan Ibunda tercinta Juliono dan Ngatini S.Pd yang memberi
motivasi berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi dapat
diselesaikan pada waktunya. Ucapan terimakasih saya ucapkan kepada abangda
Jalma Syahputra, Mahmud Setiadi, adik saya Dwi Putri Juliani, dan Rizky
Syahputra yang selalu menjadi penyemangat buat saya. Dan juga terimaksih
kepada teman-teman di Jurusan Fisika yakni Wahyu, Ibrahim, Cindy, Irma,
Elvina, Sri, Herianto, Intan, Dinie, Nurhidayah, Nurhayati, Marlina, Fadillah,
Erni, Renny, Denny, Clara, Andi, Evan, Hendro, Gloria, Nila, Alfrina, Suryani,
Rita, Isrin, Kartika, Konny, Habibie, Gordon, Marnala, Martha, Peter, Viktor,
Juliana, M. Reza, yang telah memberikan motivasi dan banyak membantu dalam
penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi
kesempurnaan baik dari segi isi maupun tata bahasa, penulis menerima kritik dan
saran dari pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih semoga skripsi
ini bermanfaat untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Pebruari 2017
Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar ix
Daftar Tabel x
Daftar Lampiran xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Batasan Masalah 6
1.3. Rumusan Masalah 7
1.4. Tujuan Penelitian 7
1.5. Manfaat Penelitian 7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peta Indeks Lokasi Penelitian 8
2.2. Geothermal 8
2.2.1. Pengertian Geothermal 8
2.2.2. Energi Panas Bumi 9
2.2.3. Proses Terbentuknya Energi Panas Bumi 9
2.3. Magma 10
2.4. Manifestasi Panas Bumi di Permukaan 10
2.5. Model Geologi Sistem Panas Bumi 11
2.5.1. Fluida Panas Bumi 12
2.5.2. Reservoir Panas Bumi 13
2.6. Metode Geolistrik 14
2.7. Model Konfigurasi Elektroda 16
2.7.1. Konfigurasi Schlumberger 16
2.7.2. Konfigurasi Wenner 17
2.7.3. Konfigurasi Pole-Pole 18
2.7.4. Konfigurasi Dipole-Dipole 19
2.7.5. Konfigurasi Pole-Dipole 20
2.7.6. Konfigurasi Wenner-Schlumberger 21
2.8. Sifat Kelistrikan Batuan 21
2.8.1. Potential Listrik Batuan 22
2.8.2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Nilai Restivity 23
2.9. Resistivitas 23
2.9.1. Resistivitas Batuan 24
2.9.2. Resistivitas Semu 27
2.9.3. Hubungan Resistivitas dengan Suhu 27
2.11. Pengertian Magnet 28
2.12. Medan Magnet 29
2.12.1. Gaya Magnetik 29
2.12.2. Kuat Medan Magnet 29
2.12.3. Suseptibilitas Magnet 30
2.13. Proses Magnetisasi pada Batuan 30
2.13.1. Faktor-Faktor Penyebab Kemagnetan Bumi 31 2.13.2. Hubungan antara Kemagnetan dengan Geothermal 32
BAB III. METODA PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 33
3.1.1. Tempat Penelitian 33
3.1.2. Waktu Penelitian 34
3.2. Alat dan Bahan Penelitian 34
3.2.1. Alat Penelitian 34
3.2.2. Bahan Penelitian 36
3.3. Prosedur Penelitian 37
3.4. Diagram Alir Penelitian 38
3.4.1. Diagram Alir Penelitian Geomagnet 38
3.4.2. Diagram Alir Analisis Data Magnetik 39
3.4.3. Diagram Alir Penelitian Geolistrik 40
3.4.4. Diagram Alir Geomagnet dan Geolistrik 41
3.5. Teknik Pengolahan Data 42
3.5.1. Pengolahan Data Geomagnet 42
3.5.2. Pengolahan Data Geolistrik 42
3.6. Teknik Analisis Data dan Interpretasi Data 43 3.6.1. Teknik Analisis Data Metode Geomagnet 43
3.6.2. Interpretasi Data Magnetik 45
3.6.3. Teknik Analisis Data Metode Geolistrik 46
3.6.4. Interpretasi Data Geolistrik 46
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Geomagnet 48
4.1.1. Deskripsi Data Geomagnet 48
4.1.2. Suseptibilitas Batuan 49
4.1.3. Pola Penyebaran Magnetik Bumi 50
4.2. Pembahasan Geomagnet 51
4.2.1. Interpretasi Data Geomagnet 51
4.3. Hasil Penelitian Geolistrik 53
4.3.1. Deskripsi Data Geolistrik 53
4.4. Pembahasan Geolistrik 54
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 63
5.2. Saran 63
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Lapisan Bumi 8
Gambar 2.2. Fumarole dan Solfatara 11
Gambar 2.3. Peta sebaran daerah volkanik aktif di Indonesia dan zona tumbukan lempeng benua Eurasia dan
Indo-Australia 12
Gambar 2.4. Konfigurasi Schlumberger 16
Gambar 2.5. Konfigurasi Wenner Alpha 17
Gambar 2.6. Konfigurasi Wenner Beta 18
Gambar 2.7. Konfigurasi Wenner Gamma 18
Gambar 2.8. Konfigurasi Pole – Pole 19
Gambar 2.9. Konfigurasi Dipole - Dipole 20
Gambar 2.10. Konfigurasi Pole – Dipole 20
Gambar 2.11. Konfigurasi Wenner – Schlumberger 21
Gambar 3.1. Peta Geologi 33
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian Geomagnet 38 Gambar 3.3. Diagram Alir Analisis Data Magnetik 39 Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian Geolistrik 40 Gambar 3.5. Diagram Alir Penelitian Geomagnet dan
Geolistrik 41
Gambar 4.1. Peta Kontur Suseptibilitas di Daerah Penelitian 50 Gambar 4.2. Pola Penyebaran Magnetik Bumi di Lokasi
Penelitian 51
Gambar 4.3. Peta Kontur Nilai Magnetik Bumi dengan
Sayatan A-A’ 52
Gambar 4.4. Model Penampang Geomagnetik Menggunakan
Mag2DC 53
Gambar 4.5. Peta Lokasi Penelitian 54
Gambar 4.6. Penampang Kontur Resistivitas 2D pada
Lintasan Pertama (I) 55
Gambar 4.7. Penampang Kontur Resistivitas 2D pada
Lintasan Kedua (II) 56
Gambar 4.8. Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan
Ketiga (III) 58
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Resistivitas Batuan 24
Tabel 2.2. Variasi Resistivitas Tanah dan Batuan 24 Tabel 2.3. Resistivitas Batuan Menurut Jenis Batuan 25 Tabel 2.4. Harga Suseptibilitas Magnetik dan Mineral 26
Tabel 3.1. Alat Penelitian 34
Tabel 3.2. Alat Pemancar dan spesifikasinya 35 Tabel 3.3. Alat Penerima dan Spesifikasinya 35 Tabel 4.1. Nilai Magnetik Bumi dan Nilai Suseptibilitas 48 Tabel 4.2. Koordinat Titik Pengukuran di Lapangan 54 Tabel 4.3. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan pada
Lintasan I 55
Tabel 4.4. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan pada
Lintasan II 57
Tabel 4.5. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan pada
Lintasan III 58
Tabel 4.6. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan di Lintasan
Horizontal 60
Tabel 4.7. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan di
LintasanVertikal XZ 61
Tabel 4.8. Nilai Resistivitas Lapisan Batuan di Lintasan
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data di Lokasi Penelitian 67
Lampiran 2. Data Magnet Terolah dengan Koreksi Harian 70 Lampiran 3. Nilai Magnetik Bumi dan Nilai Suseptibilitas
Batuan di Lokasi Penelitian
73
Lampiran 4. Pengolahan Data Magnetik 76
Lampiran 5. Data Hasil Penelitian Lintasan I 80 Lampiran 6. Data Hasil Penelitian Lintasan II 84 Lampiran 7. Data Hasil Penelitian Lintasan III 88
Lampiran 8. Data Hasil Pengolahan Res3Dinv 92
Lampiran 9. Peta Geologi Lokasi Penelitian 102
Lampiran 10. Peta Topografi Lokasi Penelitian 103
Lampiran 11. Dokumentasi Penelitian 105
Lampiran 12. Surat Persetujuan Dosen 109
Lampiran 13. Surat Izin Penelitian 110
63 5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan maka dapat diambil kesimpulan antara lain:
1. Nilai magnetik bumi di daerah penelitian berkisar antara 20,51 nT pada
koordinat 476433 N dan 348413 E sampai 67,18 nT pada koordinat 476455 N
dan 348465 E.
2. Struktur batuan di bawah permukaan di daerah geothermal di Dusun Bahoan
Kecamatan Silou Kahean Kabupaten Simalungun berdasarkan nilai suseptibilitas
terdiri atas batuan pasir dengan nilai suseptibilitas 0,00051-0,00098 cgs dan
batu gamping dengan nilai suseptibilitas 0,0013-0,0016 cgs, dan berdasarkan
nilai resistivitas terdiri atas Silts dengan nilai resistivitas 12,5-37,3 Ωm, lempung
dengan nilai resistivitas 1,26-8,72 Ωm.
3. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar melintang
dari barat daya menuju timur laut.
5.2. 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 sehingga potensinya
akan lebih terlihat.
2. Diharapkan penelitian lebih lanjut terhadap pemetaan fluida geothermal secara
DAFTAR PUSTAKA
Arif, Sandra, dan Musa, D., Th., (2015), Identifikasi Sebaran Panas Bumi Menggunakan Metode Geolistrik Hambatan Jenis di Desa Wani Tiga, Kabupaten Donggala, Online Jurnal of Natural Science 4: 338-347
Ariyanto, D., (2015), Mengetahui Sensitifitas Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner, dan Dipole-Dipole, https://defiariyanto.wordpress.com (Diakses 10 September 2015)
Arnata, D.P.B., Musa, M.D,Th., dan Sabhan, (2012), Identifikasi Sistem Panas Bumi di Desa Masaingi dengan Menggunakan Metode Geolistrik, Jurnal Natural Science 1: 1-6
Awaliyatun, F.Z., (2015) Penentuan Struktur Bawah Permukaan Tanah Daerah Potensi Panas Bumi Dengan Metode Geomagnet di Tinggi Raja Kabupaten Simalungun., Skripsi, FMIPA, Universitas Negeri Medan,
Medan
Azhar, dan Handayani G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger untuk Penentuan Tahanan Jenis Batubara, Jurnal Natur Indonesia 6: 122-123
Badan Pusat Statistik, (2014), Letak Geogarfis Kabupaten Simalungun, http://simalungunkab.bps.go.id(Diakses 10 September 2015)
Banjarnahor, E. A., (2014) Penentuan Pola Penyebaran Fluida Geothermal dan Identifikasi Mineral Batuan Daerah Panas Bumi Tinggi Raja Kabupaten Simalungun., Skripsi, FMIPA, Universitas Negeri Medan, Medan
Broto, S., dan Afifah, S., R., (2008), Pengolahan Data Geolistrik dengan Metode Schlumberger, Jurnal Teknik 29: 120-128
Broto, S., dan Purtanto, T.T., (2011), Aplikasi Metode Geomagnet dalam Eksplorasi Panas Bumi, Jurnal Teknik 32: 79-80
Budiyanti, E., (2014), Mengatasi Krisis Listrik di Jawa dan Sumatera, Jurnal Singkat Ekonomi dan Kebijakan Publik 6: 13-14
Daraninggar, F.V., Khumaedi., Dwijananti, P., (2014), Aplikasi Geolistrik 3-Dimensi Untuk Mengetahui Sebaran Limbah RCO (Rubber Compound Oils) di Kabupaten Kendal, Jurnal MIPA 37: 22-30
Gunawan, H., (2013), Potensi Panas Bumi di Samosir Siap Dilelang, Harian Tribun, Rabu, 01 Mei 2013
Kanata, B., dan Zubaidah, T., (2008), Aplikasi Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Wenner-Schlumberger Untuk Survey Pipa Bawah Permukaan, Jurnal Teknologi Elektro 7: 85-86
Kasbani, (2012), Sumber Daya Panas Bumi Indonesia, http://psdg.blg.esdm.go.id (Diakses 10 September 2015)
Loke, M.H., (2004), Geolectrical Imaging 2D & 3D RES2DINV ver 3.3: Rapid 2D Resistivities & IP Inversions using the least-square method On Land, Underwater and Cross-borehole surveys, Penang, Malaysia
Nuha, M.U., Yulianto, T., dan Harmoko, U., (2014), Interpretasi Bawah Permukaan Daerah Air Sumber Panas Diwak-Derekan Berdasarkan Data Magnetik, Jurnal Fisika 3: 129-134
Paulus, (2012), Pemodelan 3D Cavity Daerah “X” dengan Menggunakan Metode Resistivity Konfigurasi Dipole-Dipole., Skripsi, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok
Prihadi, T., Supriyadi, dan Suhaldi, (2013), Aplikasi Metode Geolistrik dalam Survey Potensi Hidrothermal (Studi Kasus Sumber Air Panas Nglimut Gonoharjo Gunung Ungaran), Seminar Nasional Fisika: 118-119
Ritonga, W. A., (2016), Penentuan Struktur Bawah Permukaan Daerah Geothermal Menggunakan Metode Geomagnet dan Geolistrik di Dusun Bahoan Kecamatan Silau Kahean Kabupaten Simalungun, Skripsi, FMIPA, Universitas Negeri Medan, Medan
Santoso, D., (2002), Vulkanologi dan Eksplorasi Geothermal, Institut Teknologi Bandung, Bandung
Simbolon, H., Harmoko, U., dan Yulianto, G., (2015), Studi Aliran Fluida Manifestasi Panas Bumi Desa Diwak dan Desa Derekan Kecamatan Bergas, Kabupaten Semarang Menggunakan Metode Tahanan Jenis 3D, Jurnal Fisika 4: 7-14
Sugiyo, E.W., Supriyadi., dan Yulianto, A., (2015), Kajian Panas Bumi Daerah Medini-Gonoharjo Berdasarkan Data Geomagnetik, Unnes Physics Journal 4: 43-46
Sulistyarini, I.K., dan Irjan, (2011), Aplikasi Metode Geolistrik dalam Survey Potensi Hidrothermal (Studi Kasus: Sekitar Sumber Air Panas Kasinan Pesanggrahan Batu), Jurnal Neutrino 4: 24-25
Suyono, S.,(1978), Hidrologi Untuk Pengairan, PT. Pradnya Paramita, Jakarta
Syahwanti, H., Arman, Y., Ivansyah, O., dan Kholid, M., (2014), Aplikasi Magnetotellurik Untuk Pendugaan Reservoir Panas Bumi (Studi: Daerah Mata Air Panas Cubadak, Sumatera Barat), Jurnal Positron IV: 71-74
Telford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.R., (1990), Applied Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge
