ANALISIS NILAI TAHANAN JENIS BERDASARKAN PEMODELAN 2D MAGNETOTELLURIK DAERAH PROSPEK PANAS BUMI Disusun Oleh: RIFA AZHAR HANIFA M0211065 SKRIPSI JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November, 2015
ANALISIS NILAI TAHANAN JENIS BERDASARKAN PEMODELAN 2D MAGNETOTELLURIK DAERAH PROSPEK PANAS BUMI Disusun Oleh: RIFA AZHAR HANIFA M0211065 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian Persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November, 2015 i
HALAMAN PENGESAHAN Skripsi dengan judul : Analisis Nilai Tahanan Jenis Berdasarkan Pemodelan 2D Magnetotellurik Daerah Prospek Panas Bumi Yang ditulis oleh : Nama : Rifa Azhar Hanifa NIM : M0211065 Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada Hari : Tanggal : Dewan penguji : 1. Ketua penguji Darsono S. Si., M.Si. NIP. 19700727 199702 1 001... 2. Sekretaris penguji Dr. Nuryani S.Si, M.Si. Ph.D. NIP. 19690303 200003 1 001... 3. Anggota penguji 1 Budi Legowo, S.Si., M.Si. NIP. 19730510 199903 1 002... 4. Anggota penguji 2 Irkham W.S NIP. 1 10 00692... Disahkan pada tanggal oleh Kepala Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Dr. Fahru Nurosyid. S.Si., M. Si. NIP.19721013 200003 1 002 PERNYATAAN ii
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul ANALISIS NILAI TAHANAN JENIS BERDASARKAN PEMODELAN 2D MAGNETOTELLURIK DAERAH PROSPEK PANAS BUMI adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini isi Skripsi ini tidak berisi materi yang telah publikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau di photocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis. Surakarta, November 2015 RIFA AZHAR HANIFA iii
MOTTO Sebaik-baiknya manusia adalah yang paling bermanfaat bagi manusia. (HR. Ahmad, ath- Thabrani, ad-daruqutni) Jika kalian berbuat baik, sesungguhnya kalian berbuat bagi diri kalian sendiri. (QS. Al- Isra:7) Jika ada kemauan Insyaallah pasti bisa iv
PERSEMBAHAN Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang. Kupersembahkan karya ini untuk: Keluarga, Pembimbing Kawan-kawan FMIPA FISIKA UNS, dan Pembaca v
Analisis Nilai Tahanan Jenis Berdasarkan Pemodelan 2D Magnetotellurik Daerah Prospek Panas Bumi Rifa Azhar Hanifa Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Telah dilakukan analisis nilai tahanan jenis daerah panas bumi berdasarkan inversi 2D dan Visualisasi 3D dari hasil proses pengolahan 32 titik data Magnetotellurik (MT). Metode MT merupakan metode geofisika pasif yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik alami untuk memetakan nilai tahanan jenis bawah permukaan. Berdasarkan nilai tahanan jenis, hasil inversi 2D dan visualisasi 3D memperlihatkan lapisan konduktif (<10 Ωm) diindikasikan sebagai lapisan cap rock tersebar secara merata dengan pola linieritas pada arah Selatan ke Timur. Nilai tahanan jenis sedang (20-60 Ωm) yang diindikasikan sebagai reservoir tersebar merata tepat dibawah lapiasan cap rock. Nilai tahanan jenis tinggi (>70 Ωm) yang diindikasikan sebagai conductive heat terletak tepat dibawah reservoir terakumulasi pada arang Barat Laut daerah penelitian. Lapisan diatas cap rock dengan tahanan jenis sedang hingga tinggi dapat diindikasikan sebagai zona lepasan atau lapisan dengan kecendrungan saturasi air yang buruk dan minimnya alterasi. Kata kunci : magnetotellurik, tahanan jenis, cap rock, resesrvoir, conductive heat. vi
Analysis Resistivity Value Based Modeling of Magnetotelluric 2D Geothermal Regional Prospects Rifa Azhar Hanifa Physics Department, Faculty of Mathematics and Natural Science Sebelas Maret University ABSTRACT Resisitivity value of geothermal area had analyzed based on 2D inversion and 3D visualization from the processing result 32 of data magnetotelluric (MT). The MT method is pasive geophysical method that utilized the natural electromagnetic waves to map the subsurface resistivity values. Based on the resistivity value, the result of 2D inversion and 3D visualization showed the conductive layer (<10 Ωm) was indicated as cap rock layer, spread evenly with a pattern of linearity in the south to the east. The medium resistivity value (20-60 Ωm) which was indicated as reservoir spread evenly just below the layer of capt rock. The high resistivity value (> 70 Ωm) which was indicated as conductive heat located just below the reservoir which accumulated in north-west reserch area. The layer of the top of capt rock with the medium resistivity until high can be indicated as removable zones or layer which the bad saturation water tendency and lack of alteration. Keywords : magnetotelluric, resistivity, cap rock, reservoir, conductive heat. vii
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi. Sholawat dan salam senatiasa penulis haturkan kepada Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan hingga pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh sebab itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Mulyadi dan Ibu Hadiati.M selaku orang tua, adikku Ernawati Maghfiroh M. serta keluarga di Solo terima kasih atas semangat dan kasih sayang kalian. 2. Bapak Budi Legowo, S.Si, M.Si., dan Pak Irkham W.S selaku pembimbing yang telah memberikan pengarahan dengan sabar selama penyusunan skripsi ini. 3. Pak Nefrizal yang telah memberikan ijin untuk melakukan pengolahan data di NSS dan memberikan saran terimakasih atas masukan dan keritiknnya. 4. Kang arif dan Pak Deni yang telah membantu saya dari awal terimakasih atas keritik, saran dan masukan serta bimbingan selama ini. 5. Pak Sholeh, Pak Royo, Pak Suryadi, Pak Candra, Bang Roy dan Om Firman terimakasih atas saran, kritik dan cerita pengalaman selama ini. 6. PT. Elnusa Tbk Divisi Geoscience yang telah memberikan ijin dan fasilitas penggunaan software dalam pengolahan serta pemodelan data. 7. Seluruh dosen pengajar, dan staff Jurusan Fisika FMIPA UNS. 8. Keluarga TINI COMPANY terimakasih atas support, waktu dan kebersamaan selama ini. 9. Rekan kerja Tim Geofisika UNS 10. Keluarga FISIKA FMIPA UNS 11. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga bantuan yang diberikan semua pihak kepada penulis mendapatkan balasan dari Allah SWT. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu. viii Surakarta, November 2015
ix Penulis
PUBLIKASI Sebagian skripsi saya yang berjudul Analiasis Pemodelan Tahanan Jenis Berdasarkan Pemodelan 2D Magnetotellurik Daerah Panas Bumi telah dipublikasikan pada tanggal 27 Oktober 2015 repository digilib FMIPA UNS. x
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii PERNYATAAN... ii MOTTO...iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK...vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii PUBLIKASI... x DAFTAR ISI...xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR SIMBOL...xvi BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not 1.1. Latar Belakang... Error! Bookmark not 1.2. Batasan Masalah... Error! Bookmark not 1.3. Perumusan Masalah... Error! Bookmark not 1.4. Tujuan Penelitian... Error! Bookmark not 1.5. Manfaat Penelitian... Error! Bookmark not BAB II TINJAUAN PUSTAKA... Error! Bookmark not 2.1. Metode Magnetotellurik... Error! Bookmark not 2.1.1.Konsep Dasar Metode MagnetotellurikError! Bookmark not 2.1.2.Magnetotellurik 2-Dimensi... Error! Bookmark not 2.2. Static Shift... Error! Bookmark not 2.3. Sistem Panas Bumi... Error! Bookmark not 2.3.1. Sistem Panas Bumi di Indonesia... Error! Bookmark not 2.4. Karakteristik Tahanan Jenis Batuan di Daerah Panas BumiError! Bookmark not BAB III METODELOGI PENELITIAN... Error! Bookmark not 3.1. Lingkup Penelitian... Error! Bookmark not 3.2. Tinjauan Daerah Penelitian... Error! Bookmark not 3.3. Metode Penelitian... Error! Bookmark not 3.4. Pengolahan Data... Error! Bookmark not xi
3.4.1.Pre-processing... Error! Bookmark not 3.4.2. Koreksi Statik... Error! Bookmark not 3.4.3. Inversi 2D... Error! Bookmark not 3.1. Analisa Data... Error! Bookmark not BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... Error! Bookmark not 4.1. Kurva Hasil Pre-Processing... Error! Bookmark not 4.2. Kurva Hasil Koreksi Static Shift... Error! Bookmark not 4.3. Penampang Sounding Tiap Lintasan Hasil Inversi 2DError! Bookmark not 4.3.1.LINE 1... Error! Bookmark not 4.3.2. LINE 2... Error! Bookmark not 4.3.3. LINE 3... Error! Bookmark not 4.3.4. LINE 4... Error! Bookmark not 4.4. Hasil Mapping Nilai Tahanan Jenis Daerah Penelitian.Error! Bookmark not BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... Error! Bookmark not 5.1. Kesimpulan... Error! Bookmark not 5.2. Saran... Error! Bookmark not DAFTAR PUSTAKA... Error! Bookmark not xii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Pengelompokan kurva MT hasil pre-processingerror! Bookmark not DAFTAR GAMBAR xiii
Gambar 2 1. Konsep gelombang elektromagnetik (Unsworth, 2006). Error! Bookmark not Gambar 2.2. Ilustrasi sistem panas bumi (Saputra, 2014)... Error! Bookmark not Gambar 2.3. Manifestasi permukaan (a) mata air panas (b) silika sinter (c) geyser dan (d) kubangan lumpur panas (mud pools) (Saptaji, 2009).... Error! Bookmark not Gambar 2.4. Skema komponen sistem panas bumi ( Jhonston, 1992) Error! Bookmark not Gambar 3.1. Titik Pengukuran Data MT (Google Earth.com)... Error! Bookmark not Gambar 3.2. Skema Langkah Kerja... Error! Bookmark not Gambar 3.3. Tampilan Muka SSMT2000... Error! Bookmark not Gambar 3.4. Tamble Multi-table Editing... Error! Bookmark not Gambar 3.5. Tampilan Data Time Series Pada Time Series View... Error! Bookmark not Gambar 3.6. Make PFT dan TS to FT pada SSMT2000... Error! Bookmark not Gambar 3.7. Robust Processing... Error! Bookmark not Gambar 3.8. Kurva Sebelum Seleksi Cross Power... Error! Bookmark not Gambar 3.9. Hasil Rotasi Strike Angel... Error! Bookmark not Gambar 3.10. Hasil Seleksi Cross Power... Error! Bookmark not Gambar 3.11. Proses Data TDEM... Error! Bookmark not Gambar 3.12. Tampilan Project pada Software WinGlink.. Error! Bookmark not Gambar 3.13. Pengolahan Data TDEM... Error! Bookmark not Gambar 3.14. Line Data Pengukuran... Error! Bookmark not Gambar 3.15. Data MT Sebelum Editing dan Smoothing... Error! Bookmark not Gambar 3.16. Kurva MT Setelah Editing, Smoothing dan Koreksi Statif..Error! Bookmark not Gambar 3.17. Model 1D... Error! Bookmark not Gambar 3.18. Model Inversi 2D... Error! Bookmark not Gambar 3.19. Visualisasi 3D dengan Voxler... Error! Bookmark not Gambar 4.1. Peta elevasi dan Titik Pengukuran Daerah Penelitian.. Error! Bookmark not Gambar 4.2. Kualitas Kurva MT (a) Excelent (b) Very Good (c) Good (d) Fair.... Error! Bookmark not Gambar 4.3. Hasil Proses Ulang Kurva MT (a) Sebelum dan (b) Sesudah.... Error! Bookmark not xiv
Gambar 4. 4. Hasil Kurva MT yang telah di Koreksi Statik Shift.... Error! Bookmark not Gambar 4.5. Penampang Tahanan Jenis 2D LINE 1.... Error! Bookmark not Gambar 4.6. Penampang Tahanan Jenis 2D LINE 2.... Error! Bookmark not Gambar 4.7. Penampang Tahanan Jenis 2D LINE 3.... Error! Bookmark not Gambar 4.8. Penampang Tahanan Jenis 2D LINE 4.... Error! Bookmark not Gambar 4.9. Mapping Tahanan Jenis 500 m.... Error! Bookmark not Gambar 4.10. Mapping Tahanan Jenis 0 m.... Error! Bookmark not Gambar 4.11. Mapping Tahanan Jenis -1000 m.... Error! Bookmark not Gambar 4.12. Mapping Tahanan Jenis -1500 m.... Error! Bookmark not Gambar 4.13. Visualisasi 3D Lintasan Sounding (a) Dilihat dari Arah Utara Selatan (b) Dilihat dari Atas.... Error! Bookmark not Gambar 4.14. Visualisasi Mapping Nilai Tahanan Jenis.... Error! Bookmark not Gambar 4.15. Visualisasi 3D dari Hasil Penampang Tahanan Jenis... Error! Bookmark not xv
DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Satuan MT Magnetotellurik E Medan listrik V/m B Fluks atau induksi magnetik Weber/m 2 t Waktu s H Medan Magnet Ampere/m J Rapat arus Ampere/m 2 D Perpindahan listrik C/m 2 q Rapat muatan listrik C/m 3 ɛ Permitivitas material Farad/m Permabilitas magnetik Henry/m Konduktivitas material Siemens/m Tahanan jenis (Resistivitas material) Ωm k Bilangan kompleks medium Frekuensi sudut rad/s Skin depth m Z Impedansi Ω Phase gelombang degree TE Transfer electrik TM Transfer magnetik T Temperatur C xvi