Secara administratif lapangan Panas bumi Sipoholon terletak di Kabupaten Tapanuli Utara, Provinsi Sumatera Utara, yang secara geografis terletak antara 98o 54’ 00’’ - 99o 01’ 30’’BT dan 1o 56’ 00’’LU sampai 2o 06’ 00’’LU, atau pada 488.000 mT sampai 504.000 mT dan 215.600 mU sampai 232.100 mU pada system koordinat UTM zone 47, belahan bumi utara.
Morfologi dicirikan oleh adanya depresi yang memanjang arah baratlaut – tenggara yang dikelilingi pegunungan dan perbukitan bergelombang sedang – terjal. Di beberapa tempat terdapat morfologi kerucut gunung api yaitu G. Martimbang di selatan dan G. Palangkagading di sebelah baratlaut.
Geologi daerah penelitian tersusun oleh 8 satuan batuan, yang terdiri dari batuan pyroklastik dan aliran lava. Urutan satuan batuan dari yang tertua ke muda adalah: Satuan Aliran lava Jorbing (Tmlj), Satuan Aliran Lava Siborboron (Tmlsb), Satuan Pyroklastik Toba-1 (Qvt), Satuan Pyroklastik Toba-2 (Qvt), Satuan Aliran Lava Palakagading (Qvlpg), Satuan Kubah Lava Martimbang (Qvma), Sinter Karbonat (Qgs) dan Satuan Alluvial (Qal).
Struktur geologi utama berupa sesar normal yang berarah baratlaut-tenggara, yang membentuk morfologi depresi ( graben ) sebagai akibat dari pergerakan Sesar Sumatera ( SFS ), selain berarah barat laut-tenggara, dibeberapa tempat struktur sesar berarah utara-selatan dan barat timur. Sesar-sesar ini mengontrol terbentuknya manifestasi panas bumi di lokasi penelitian.
Manifestasi panas bumi di daerah penelitian terdiri atas mata air panas, bualan gas dan solfatara. Tipe air panas terdiri dari tipe klorida, tipe bikarbonat dan tipe sulfat. Temperatur fluida dalam reservoir berkisar antara 142 – 230 oC dengan potensi tingkat terduga sebesar 140 MWe.

Daerah panas bumi Sipoholon-Tarutung terletak di Kabupaten Tapanuli Utara provinsi Sumatera Utara, berjarak 200 km sebelah selatan Kota Medan dengan jarak tempuh 6 jam melalui darat. Secara geografis terletak antara 98o 54’ 00’’ – 99o 01’ 30’’ BT dan 1o 56’ 00’’ - 2o 06’ 00’’ LU, atau dalam sistim koordinat UTM terletak antara 488.000 – 504.000 mT dan 215.600 – 232.100 mU di belahan bumi selatan.
Lokasi penyelidikan terdapat di daerah yang berketinggian antara 900 – 1650 m diatas permukaan laut, dengan curah hujan 2389 mm
pertahun, bersuhu udara relatif sejuk dengan kondisi tanah yang subur untuk pertanian.

Tataguna lahan di lokasi penyelidikan terdiri dari Hutan Lindung menempati 20%, Hutan Produksi Terbatas menempati 25%, Hutan Produksi menempati 30% dan Lahan Kegunaan Lain menempati 25%
Hutan lindung terletak di daerah berelevasi tinggi yang merupakan daerah konservasi air tanah, untuk mensuplai persediaan air tanah. Hutan Lindung didominasi oleh tanaman keras yang dapat tumbuh pada iklim bersuhu sejuk, yaitu berupa pohon pinus dan cemara, yang di tebang untuk industri dan bangunan. Lahan pengembangan terkonsentrasi di pedataran, yang di kembangkan untuk pertanian dan pengembangan infrastruktur penunjang aktivitas masyarakat.
Beberapa penyelidik telah melakukan penyelidkan di daerah ini dan tulisannya menjadi bahan rujukan dalam melakukan penyelidikan lanjutan, mereka adalah :
- N. Akbar, 1972 yang meneliti hamparan endapan/ sinter karbonat di daerah Sipoholon
- Aldiss.D.T., Wandoyo R., 1982. Melakukan penyelidikan geologi regional di wilayah Sidikalang dan Sinabang.


Berdasarkan analisa citra satelit dan pengamatan dilapangan, di daerah penyelidikan terdapat 12 sesar.
Sesar-sesar ini secara umum mempunyai 4 (empat) arah orentasi yaitu baratlaut-tenggara, timurlaut-baratdaya, utara-selatan dan barat-timur.
Semua sesar ini bertanggung jawab atas terbentuknya manifestasi panas bumi di daerah penyelidikan.
Sesar-sesar tersebut adalah:

1. SESAR SIPOHOLON
Berarah baratlaut - tenggara, indikasi di permukaan dicirikan oleh adanya kelurusan mata air panas (Sipoholon, Hutabarat) selain itu pada citra satelit terlihat juga adanya kelurusan/ linement lembah serta tekuk lereng. Sesar ini berupa sesar normal, bidang naik (foot wall) berada di sebelah timur laut dan bidang turun (hanging wall) di sebelah baratdaya, sesar ini terjadi akibat gaya yang bersifat tarikan (extension) yang berarah timurlaut-baratdaya.

2.SESAR SIBATU - BATU
Sesar ini mempunyai arah baratlaut-tenggara, diperkirakan merupakan kelanjutan dari Sesar Sipoholon kearah tenggara daerah penyelidikan. Indikasi di permukaan adalah adanya mata air panas Sitompul. Selain itu dari citra landsat terlihat adanya kelurusan lembah atau tekuk lereng. Sesar ini berupa sesar normal dengan bidang naik di belahan timurlaut dan bidang turun di belahan baratdaya.

3.SESAR SIGEAON
Berarah baratlaut – tenggara dangan indikasi di permukaan dicirikan oleh adanya bualan gas H2S di daerah Pintubosi serta kelurusan lembah dan tekuk lereng. Sesar ini berjenis sesar normal, bidang naik di belahan baratdaya dan bidang turun di sebelah timurlaut.

4. SESAR PARBUBU
Sesar ini berarah baratlaut - tenggara, Pemunculannya dicirikan oleh adanya mata air panas serta bualan gas CO2 (Air Soda), sedangkan dari citra landsat terdapat kelurusan tekuk lereng. Sesar ini berjenis sesar normal dengan bidang naik di timurlaut dan bidang turun di baratdaya.

5. SESAR PINTU BOSI
Berarah timurlaut-baratdaya, terletak di sebelah utara daerah penyelidikan, indikasi dipermukaan dicirikan oleh adanya mata air panas Tapian Nauli dan bualan gas H2S di Daerah Pintubosi serta adanya singkapan batuan ubahan, sedangkan dari citra satelit terlihat sebagai kelurusan lembah sungai. Sesar ini berjenis sesar normal dengan bidang naik di baratlaut dan bidang turun di belahan tenggara.

6.SESAR TARUTUNG
Berarah relatif utara-selatan terletak di sebelah selatan daerah penyelidikan, indikasi dipermukaan dicirikan oleh adanya mata air panas Ugan, sedangkan dari citra satelit terlihat sebagai kelurusan lembah. Sesar ini berjenis sesar normal dengan bidang naik di sebelah barat dan hanging wall di sebelah timur.

7.SESAR HUTABARAT
Berarah timurlaut-baratdaya indikasi dipermukaan dicirikan oleh adanya mata air panas dan bualan gas H2S (Hutabarat), sedangkan pada citra satelit terlihat sebagai kelurusan lembah sungai yang menerus. Sesar ini berjenis sesar normal dengan bidang naik di sebelah baratlaut dan bidang turun di sebelah tenggara


Manifestasi Panas Bumi
Manifestasi panas bumi di permukaan adalah merupakan indikasi adanya aktifitas panas bumi di bawah permukaan. Bentuk manifestasi dapat berupa mata air panas, bualan gas, fumarola, solfatara dan tanah panas.
Secara garis besar manifestasi di daerah penyelidikan terdiri dari mata air panas dan bualan gas. Manifestasi-manifestasi ini terbentuk/ dikontrol oleh struktur geologi/ sesar yang terdapat di daerah penyelidikan.

1.MATA AIR PANAS SIPOHOLON
Berupa mana air panas yang muncul di dalam zona Graben Tarutung, dengan temperatur berkisar antara 55 – 650 C, pada suhu udara setempat 30o C,mempunyai debit ± 25 liter/detik, tingkat keasaman (pH) terukur di lapangan 6.70, daya hantar listrik 1785 μm/cm. Data fisik lainnya yaitu endapan air panas (sinter) berkomposisi karbonat yang mencapai luas ± 1.5 km2 disekitar manifestasi, di beberapa tempat terdapat endapan belerang (H2S) dengan bau yang menyengat.

2.MATA AIR PANAS HUTABARAT
Mata air panas bersuhu 480 – 530 C pada suhu udara setempat 28o C dengan debit ± 14 liter/detik, tingkat keasaman (pH) terukur di lapangan 6.46, daya hantar listrik >1999 μm/cm. Manifestasi Hutabarat mempunyai tipe sama dengan air panas Sipoholon, dicirikan dengan adanya endapan sinter karbonat yang cukup tebal dan luas penyebarannya, ± 50° ke arah utara dari mata air panas terdapat lubang hembusan gas H2S dan gas lainnya dengan temperatur gas terukur adalah 440 C.

3. MATA AIR PANAS UGAN
dengan tingkat keasaman netral, tidak tericum bau gas belerang, endapan berupa okasida besi berwarna coklat, hasil pengukuran air panas adalah 39.20oC pada suhu udara setempat 23oC dengan debit air panas ± 1.0 liter/detik, tingkat keasaman (pH) terukur di lapangan 7.19, daya hantar listrik 163 μm/cm.


SISTEM PANAS BUMI

Dalam suatu sistem panas bumi, terdapat tiga komponen pendukung, yaitu sumber panas (heat sources), Reservoir dan lapisan penutup (cap rock).
Di daerah penyelidikan ada beberapa kemungkinan yang dapat berperan sebagai sumber panas, yang pertama adalah sisa panas dari aktifitas G. Martimbang di bagian selatan dan yang kedua adalah sisa panas dari aktifitas G. Palangkagading di bagian baratlaut, aktifitas kedua gunung ini terjadi pada jaman Kuarter, yang memungkinkan masih menyimpan panas pada dapur magmanya. Dari data gaya berat terdapat beberapa anomali positif di beberapa tempat di daerah penelitian, yang diinterpretasikan tubuh intrusi yang memungkinkan sebagai sumber panas.
Dari hasil survey geolistrik diperoleh hasil bahwa kedalaman reservoir di daerah penyelidikan bervariasi antara kedalaman 700 m di sebelah timur hingga kedalaman 1400 m di bagian barat, lapisan ini bersifat resistif dan diperkirakan sebagai lapisan Piroklastik Toba dan fluida panas bumi yang mengisinya diperkirakan bersuhu antara 142 – 230 °C (geothermometer SiO2 adiabatic cooling), sedangkan lapisan penutup berdasarkan data geolistrik berada pada kedalaman 300 m di bagian timur dan 1200 m di bagian barat. Perbedaan kedalaman ini disebabkan oleh adanya Sesar Normal Sipoholon. Gabungan komponen ini membentuk sistem panas bumi Sipoholon.


POTENSI ENERGI

Metode yang digunakan untuk menghitung potensi energi panas bumi adalah metode volumetri, dengan beberapa asumsi yaitu tebal reservoir 2 km, recovery factor 50%, faktor konversi = 10%, dan lifetime = 30 tahun, luas reservoir 12 km2, temperatur reservoir 230 °C dan temperatur cut-off 180 °C. Dengan menggunakan rumus Lump Parameter diperoleh hasil potensi energi panas bumi terduga adalah 140 Mwe.