1. PROCEEDING PIT IAGI YOGYAKARTA 2012
The 41st IAGI Annual Convention and Exhibition GG-13
GAMBARAN GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN CALON TAPAK PLTN MURIA BERDASARKAN
SURVEY CSAMT DI UJUNG LEMAHABANG, JEPARA
ZULFADLI1,*, Agung HARIJOKO1, Imam SUYANTO2, dan Djoko WINTOLO1
1
Teknik Geologi Universitas Gadjah Mada, Indonesia
2
Geofisika Universitas Gadjah Mada, Indonesia
*
Korespondensi dengan penulis: zulfadli_s@yahoo.com
SARI
Rencana pengembangan nuklir sebagai energi alternatif di Indonesia memerlukan ketelitian tinggi
terutama dalam hal penentuan lokasi tapak reaktornya. Pemahaman mengenai kondisi bawah permukaan tapak
adalah mutlak sebelum melanjutkan pembangunan PLTN. Metode CSAMT (Controlled Source Audio
Magnetotelluric) merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan dalam penelitian Calon Tapak PLTN
Muria di Ujung Lemahabang, Jepara. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan gambaran geologi bawah
permukaan lokasi survey yang berada di sekitar lingkungan vulkanik purba. Luas area penelitian 2x1 km2 yang
membentuk grid dengan 50 titik pengukuran yang tersebar secara merata. Jarak Timur-Barat antar titik diatur
sejauh 200 m dan jarak Utara-Selatan sejauh 250 m. Hasil survey menunjukkan tiga obyek bawah permukaan
yang dominan dalam bentuk anomali resistivitas tinggi. Dua obyek yang berada di kedalaman 375-500 m
memiliki resistivitas 300-1000 ohmm. Kesamaan karakteristik resistivitas dua obyek ini mengarah pada
kemungkinan kemenerusan keduanya di bawah permukaan. Sedangkan satu obyek lainnya berada di
kedalaman 100 m dan memiliki resistivitas 100 ohmm. Ketiga obyek resistif bawah permukaan tersebut
diinterpretasi memiliki kaitan dengan intrusi batuan beku. Hasil penelitian menunjukkan efektivitas
pendeteksian metode CSAMT sekaligus urgensi penyesuaian desain untuk konstruksi calon PLTN di Ujung
Lemahabang, Jepara.
Kata kunci: CSAMT, gambaran geologi bawah permukaan, PLTN Muria, Tapak Ujung Lemahabang
PENDAHULUAN TINJAUAN GEOLOGI DAN GEOFISIKA
Penerapan teknologi nuklir di Indonesia Suwarti dan Wikarno (1992) menjelaskan bahwa
membutuhkan ketelitian yang tinggi terutama dalam batuan yang terdeteksi secara regional menyusun
pemilihan lokasinya. Tapak Ujung Lemahabang bawah permukaan lokasi penelitian adalah Formasi
(ULA) merupakan salah satu calon kuat untuk tapak Ngrayong (Miosen Tengah), Formasi Bulu (Miosen
PLTN pertama di Indonesia. Namun masih diperlukan Akhir), Formasi Patiayam (Pliosen), dan Batuan
gambaran bawah permukaan melalui metode geofisika Gunungapi Kuarter Genuk dan Muria. McBirney,
sebelum pembangunan PLTN dilaksanakan. Salah et.al. (2003) menyatakan bahwa Kompleks Gunungapi
satu metode geofisika yang digunakan untuk Muria memiliki tiga gunungapi yang pernah aktif,
keperluan ini adalah metode CSAMT. Tapak ULA yaitu: Gunung Muria, Gunung Genuk, dan Gunung
terletak di sebelah Utara Gunung Muria, tepatnya di Patiayam. Gunung Muria adalah kerucut komposit
Desa Balong, Kecamatan Kembang, Kabupaten (stratovolcano) besar yang tersusun oleh lava, tephra,
Jepara. Lokasi penelitian CSAMT untuk Calon Tapak dan batuan intrusif dangkal berkarakter potasium
PLTN ULA ditampilkan pada Gambar 1. tinggi. Astjario dan Kusnida (2007) menjelaskan
bahwa batuan beku berkadar potasium rendah dan
Metode CSAMT dipilih karena memiliki sensitivitas tinggi di Kompleks Gunungapi Muria berkaitan
yang baik terhadap kontras resistivitas batuan bawah dengan temperatur proses pelelehan serta
permukaan. Kemampuan deteksi ini sangat berguna di pengangkatan magma.
lingkungan vulkanik yang memiliki resistivitas relatif
tinggi. Salah satu tujuan penelitian ini adalah untuk Bronto dan Mulyaningsih (2007) meneliti keberadaan
memperoleh gambaran bawah permukaan lokasi tiga gunungapi maar di Semenanjung Muria dan
survey melalui sebaran dan bentuk anomali sembilan penampakan lingkaran (circular features)
resistivitas dari metode CSAMT. Penelitian berhasil lainnya. Secara geologi, di kaki gunungapi dan
mendapatkan tubuh anomali dengan resistivitas tinggi dataran sekeliling Gunung Muria dan Genuk dijumpai
yang diinterpretasi berhubungan dengan intrusi batuan banyak gunungapi parasit, baik berupa kubah lava
beku. Publikasi penelitian ini akan fokus (lava dome) maupun maar.
membicarakan pemodelan dan interpretasi data Astjario dan Kusnida (2007) juga menemukan bahwa
metode CSAMT Muria serta kaitannya terhadap arah dominan struktur di Semenanjung Muria adalah
kondisi geologi yang ada. Timur Laut-Barat Daya, namun ditemukan pula
443

2. PROCEEDING PIT IAGI YOGYAKARTA 2012
The 41st IAGI Annual Convention and Exhibition
kelompok struktur yang berarah Barat-Timur, Barat pengolahan, dan pemodelan data resistivitas metode
Laut-Tenggara, dan berarah hampir Utara-Selatan. geofisika CSAMT selesai dilaksanakan. Pemodelan
Hal ini diperkuat oleh Usman dan Lugra (2008) yang resistivitas dilakukan dengan membuat profil 2D
melakukan penelitian seismik refleksi di perairan maupun model 3D. Khusus model 3D ini dilakukan
Semenanjung Muria. Penelitian menemukan pensayatan rapat dan simulasi volumik berdasarkan
keberadaan struktur sesar di bagian Barat dengan arah nilai resistivitas tertentu. Hasil pemodelan data
Barat Laut-Tenggara, dan di bagian Timur dengan resistivitas ditampilkan pada Gambar 3. Gambar
arah Barat Daya-Timur Laut. tersebut memperlihatkan keberadaan tiga tubuh
anomali resistivitas berharga tinggi.
Kironi, et.al. (2008) menginterpretasi data survey
berbagai metode geofisika di daerah Tapak ULA dan Sebelum melakukan pemodelan geologi, penelitian ini
menemukan adanya indikasi kanal purba (palaeo- menggunakan teknik interpretasi tambahan, yaitu uji
channel) yang terisi breksi laharik di bawah konsistensi data. Uji konsistensi ini dilakukan dengan
permukaan tapak. Sedangkan Suntoko, et.al. (2008) cara menganalisa data tiap titik dan tiap lintasan
menggunakan metode magnetik tidak menemukan berdasarkan frekuensi yang berbeda-beda (tinggi,
model akumulasi tubuh magmatik di bawah daerah sedang, rendah) seperti tampak pada Gambar 4.
puncak Muria hingga kedalaman 13 km. Namun Gambar tersebut memperlihatkan resistivitas tiga
ditemukan kenampakan kelurusan anomali magnetik tubuh bawah permukaan yang konsisten di setiap
berarah Tenggara-Barat Laut. frekuensi. Selain uji konsistensi data resistivitas
dilakukan pula korelasi dengan data lubang bor
METODE PENELITIAN dangkal di lokasi penelitian serta diskusi hasil dengan
tim metode geofisika lainnya yang juga dilaksanakan
Metode CSAMT adalah metode geofisika yang di Calon Tapak PLTN ULA.
menggunakan sumber gelombang EM buatan yang
frekuensinya berada dalam jangkauan audio band. Berdasarkan model resistivitas 3D (Gambar 3) serta
Metode ini dilakukan dengan cara memancarkan hasil uji konsistensi (Gambar 4), diyakini adanya tiga
gelombang EM menembus lapisan batuan di bawah obyek bawah permukaan yaitu:
permukaan sehingga timbul arus listrik dari obyek 1) Obyek di bagian Utara pada kedalaman 100 m
bawah permukaan tersebut. Arus ini akan yang menerus ke atas dengan resistivitas sebesar
menghasilkan gelombang EM baru yang direkam oleh 100 ohmm. Bentuk obyek ini seperti piringan
receiver dan diolah sebagai data utama dalam survey tebal yang tak simetris
CSAMT. 2) Obyek di bagian Utara pada kedalaman 375-500
m (bahkan lebih) dengan resistivitas sebesar 300-
Data penelitian diperoleh dari survey CSAMT selama 1000 ohmm.
13 hari di Tapak Ujung Lemahabang, Jepara. Data 3) Obyek di bagian Tenggara pada kedalaman 200-
pengukuran yang didapatkan berisi informasi 500 m (bahkan lebih) dengan resistivitas sebesar
mengenai frekuensi sinyal, resistivitas semu batuan, 300-1000 ohmm. Bentuk obyek ini seperti tabung
beda fase gelombang, serta nilai koherensinya. Jumlah yang memanjang ke atas.
titik pengukuran penelitian sebanyak 50 titik dan tiap
titik diukur 3 kali dengan frekuensi yang berbeda, Obyek 2 dan 3 diinterpretasikan sebagai batuan intrusi
yaitu: frekuensi rendah, frekuensi menengah, dan diskordan berupa pipa vulkanik. Sedangkan obyek 1
frekuensi tinggi. Desain survey penelitian diinterpretasikan sebagai batuan ekstrusi lava (erupsi
menggunakan sistem grid, yaitu jarak antar titik gunungapi monogenesis) ataupun sebagai batuan
pengukuran cenderung seragam dan terdistribusi intrusi konkordan berupa lacolit. Asal keberadaan
merata. Tiap titik dipisahkan sejauh 200 m untuk arah obyek 1 diduga kuat berhubungan dengan pipa
Utara-Selatan dan sejauh 250 m untuk arah Barat- vulkanik obyek 2. Selain itu penelitian juga
Timur. Titik-titik pengukuran CSAMT Muria menemukan adanya kemungkinan hubungan antara
ditampilkan pada Gambar 2. kedua pipa vulkanik, berupa struktur intrusi lembaran
berupa dike. Model geologi bawah permukaan metode
PEMODELAN GEOLOGI CSAMT ditampilkan pada Gambar 5.
Pemodelan geologi adalah tahap interpretasi dalam
penelitian ini. Tahap ini dilakukan setelah akuisisi,
444

3. PROCEEDING PIT IAGI YOGYAKARTA 2012
The 41st IAGI Annual Convention and Exhibition
DISKUSI DAN KESIMPULAN akan didirikan sebagai PLTN pertama di Tapak Ujung
Lemahabang.
Penelitian metode CSAMT menghasilkan informasi
kunci yang membuka jawaban untuk beberapa Penelitian CSAMT Muria berhasil memperoleh
pertanyaan geologi bawah permukaan. Informasi gambaran bawah permukaan lokasi survey melalui
tersebut adalah keberadaan struktur intrusi di bawah sebaran dan bentuk anomali resistivitas berupa tiga
permukaan calon tapak, serta kemenerusan dan arah obyek batuan beku. Penelitian juga menangkap
dari struktur intrusi tersebut. kemungkinan kemenerusan struktur intrusi berarah
Barat Laut-Tenggara. Kedua hal tersebut menjadi
Penelitian ini menjawab hubungan singkapan lava dan salah satu informasi kunci dalam penafsiran geologi
breksi autoklastik yang terletak jauh (30-40 km) dari bawah permukaan di Semenanjung Muria. Penelitian
puncak Muria dan Genuk. Bronto dan Mulyaningsih ini menunjukkan efektivitas pendeteksian metode
(2007) menduga singkapan tersebut berasal dari maar CSAMT di lingkungan vulkanik serta urgensi
(yang merupakan produk interaksi antara magma penyesuaian desain konstruksi untuk calon PLTN di
dengan air bawah permukaan dan batuan dasar Tapak ULA, Jepara.
karbonat) ataupun erupsi gunungapi monogenesis
lainnya. Penelitian CSAMT menunjukkan keberadaan UCAPAN TERIMA KASIH
struktur intrusi bawah permukaan yang
memungkinkan terbentuknya maar maupun Ucapan terima kasih kepada Kepala BATAN, Bapak
gunungapi monogenesis lainnya di sekitar lokasi Dr. Hudi Hastowo, beserta staf, yang telah
survey. mengizinkan publikasi penelitian ini. Terima kasih
pula kepada Tim Survey Muria Geofisika UGM 2006,
Penelitian ini juga menegaskan hubungan sejarah khususnya kepada seluruh anggota tim survey metode
tektonik dengan aktivitas vulkanik, serta hubungan CSAMT.
struktur geologi dengan struktur intrusi di lokasi
penelitian dan sekitarnya. Astjario dan Kusnida PUSTAKA
(2007) menjelaskan bahwa batuan beku dengan kadar
potasium tinggi diperkirakan berasal dari magma Astjario, P., dan Kusnida, D., 2007, Penafsiran
bertemperatur relatif rendah atau hasil tektonik struktur geologi Semenanjung Muria dari data
kompresi. Batuan ini berhubungan dengan kegiatan citra satelit, Jurnal Geologi Kelautan, Vol.5 No.2
intrusi pada fase tektonik kompresi Plistosen. Usman Agustus 2007, 63-71.
dan Lugra (2008) melalui penelitian seismik refleksi
di perairan Semenanjung Muria menemukan Bronto, S. dan Mulyaningsih, S., Gunungapi maar di
keberadaan struktur sesar di laut bagian Barat yang Semenanjung Muria, Jurnal Geologi Indonesia,
berarah Barat Laut-Tenggara. Sedangkan struktur Vol.2 No.1 Maret 2007 43-54.
sesar berarah Barat Laut-Tenggara di daratan diwakili
oleh Sesar Jepara dan Sesar Bangsri. Penelitian Kironi, B., Suntoko, H., dan Kirbani, 2008, Kondisi
seismik refleksi tersebut memperkirakan bidang sesar geofisika daerah Tapak Semenanjung Muria,
yang terdapat di laut sebagai kelanjutan struktur sesar Prosiding Seminar Nasional Pengembangan
yang terdapat di darat. Pada penelitian CSAMT, Nuklir 2008, 55-58.
struktur intrusi ditemukan berarah Barat Laut-
Tenggara dan di lokasi yang berbatasan langsung McBirney, A.R., Serva, L., Guerra, M.. dan Connor,
dengan laut. Kuat dugaan bahwa struktur intrusi di C.B., 2003, Volcanic and seismic hazards at
bawah permukaan lokasi Calon Tapak PLTN Muria proposed nuclear power site in Central Java,
berhubungan dengan pengisian sesar oleh magma Journal of Volcanology and Geothermal Research,
bertemperatur rendah pada fase tektonik kompresi 126 11-30.
Plistosen yang berarah regional Barat Laut-Tenggara.
Suntoko, H., Kironi, B., dan Kirbani, 2008, Kajian
Penelitian ini sekaligus merekomendasikan agar 'status vulkanisme' Gunung Muria berdasarkan
penempatan reaktor PLTN sebaiknya digeser data geofisika (metoda magnetik) untuk
menghindari struktur intrusi yang berada tepat di keselamatan Tapak PLTN Ujung Lemahabang
bawah calon tapak. Selain itu perlu pula Prosiding Seminar Nasional Pengembangan
meningkatkan keselamatan desain bangunan yang Nuklir 2008, 40-48
445

4. PROCEEDING PIT IAGI YOGYAKARTA 2012
The 41st IAGI Annual Convention and Exhibition
Suwarti, T. dan Wikarno, R., 1992, Geologi Lembar
Kudus, Jawa, Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi, Bandung.
Usman, E. dan Lugra, I.W., 2008, Tinjauan geologi
kelautan Perairan Semenanjung Muria terhadap
rencana tapak konstruksi PLTN, Jurnal Geologi
Kelautan, Vol.6 No.1 April 2008, 1-11.
Gambar 1: Peta yang menunjukkan lokasi
penelitian CSAMT Muria di Ujung Lemahabang,
Jepara, Jawa Tengah, Indonesia.
(a)
(b)
Gambar 3: Model 3D resistivitas CSAMT
Gambar 2: posisi titik-titik pengukuran metode
Muria (a) yang disimulasikan berdasarkan nilai
CSAMT (berwarna merah) dan lintasan Timur-
resistivitas tertentu serta (b) 3 obyek anomali
Barat (garis hitam).
yang dominan.
446

5. PROCEEDING PIT IAGI YOGYAKARTA 2012
The 41st IAGI Annual Convention and Exhibition
Impedance Data 1D Resistivity Profile
(a)
(b)
Gambar 4: Uji konsistensi data menggunakan (a) Gambar 5: Model geologi bawah permukaan
analisa spektral tiap titik dan (b) respon frekuensi tiap berdasarkan model 3D anomali resistivitas. Penelitian
lintasan survey metode CSAMT Muria. metode CSAMT menunjukkan keberadaan tubuh
intrusi batuan beku di bawah permukaan Calon Tapak
PLTN Muria Ujung Lemahabang.
447