Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya

Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4011

Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya Oleh: Extivonus K.Fr (12012060)

1. GEOLOGI REGIONAL Daerah Maribaya terletak di utara Kota Bandung dan berdekatan dengan Lembang. Secara geologi Maribaya terletak dalam kawasan Cekungan Bandung yang hampir dikelilingi oleh jajaran kerucut gunung api berumur Kuarter, di antaranya di sebelah utara terdiri atas kompleks Gunung Burangrang – Sunda – Tangkuban- parahu, Gunung Bukittunggul, tinggian batuan gunung api Cupunagara, Gunung Manglayang, dan Gunung Tampomas Secara Geomorfologi daerah Maribaya termasuk dalam satuan perbukitan curam dengan kemiringan lereng lebih dari 70% yang membentang di sepanjang Sungai cikapundung dan Curug Dago. Secara genetis hal ini diakibatkan sifat kekerasan batuan yang tinggi.

Gambar 1 Peta Geologi Cekungan Bandung dan Daerah Maribaya

Secara stratigrafi, yang mengalasi batuan gunung api Kuarter di daerah Bandung ini adalah batuan sedimen berumur Tersier yang di permukaan terwakili oleh Formasi 1


Rajamandala (Sudjatmiko, 1972). Formasi itu tersusun oleh batugamping, napal, batulempung, dan batupasir kuarsa. Litologi darerah Maribaya di dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu) yang umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff, endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya sedikit kompak dan cukup permeable. Pada permukaan endapan vulkanik hasil pelapukan menunjukkan tanah hasil pelapukan yang bersifat gembur dan mudah terkikis namun subur. Pola kelurusan sesar umumnya berarah barat laut - tenggara, timur laut – barat daya dan sedikit yang berarah utara – selatan. Sesar-sesar berarah timur laut - barat daya mengikuti pola sesar arah Meratus, sesar berarah barat laut – tenggara mengikuti pola sesar arah Sumatera, sementara yang berarah utara – selatan dikontrol oleh sesar pada batuan dasar yang tersusun oleh pluton granit dan batuan malihan (Martodjojo, 2003).

Gambar 2 Kenampakan Daerah Maribaya dari Citra Google

2


2. DASAR TEORI GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI Geokimia air panasbumi memiliki komposisi yang beragam dan komposisi tersebut mencerminkan kondisi geologi dan system panasbumi pada daerah tersebut. Analisis geokimia perlu dilakukan untuk mengetahui karakteristik dan jenis dari daerah panasbumi tersebut, sehingga dapat mendukung tahap eksplorasi yang akan dilakukan. Jenis-jenis fluida hidrotermal dapat diketahui dari sampling geokimia air dan di klasifikasikan berdasarkan komposisi anion. Beberapa jenis fluida panasbumi antara lain:

1. Air Klorida Air klori da merupakan fluida yang paling dominan

pada

kebanyakan

lapangan

panasbumi. Air klorida bersifat netral atau dapat pula sedikit asam atau sedikit basa. Pada manifestasi

permukaan

dicirikan

oleh

kenampakannya yang jernih sering berasosiasi dengan endapan sinter silika. Air klorida di dekat permukaan sering mengandung CO2. H2S dan sulfat yang signifikan, sedangkan di dalam reservoir perbandingan atau rasio Cl/SO4 tinggi.

2. Air Sulfat Air sulfat memiliki kandungan klorida yang rendah, kandungan sulfat tinggi, Al dan Fe cukup tinggi (hasil pelarutan batuan). Air sulfat umumnya terdapat pada sistem panasbumi di daerah vulkanik, dengan uap air berkondensasi ke air tanah. Kandungan sulfat yang tinggi berasal dari oksidasi H2S pada zona vados. Karena terbentuk pada zona vados maka air asam sulfat hanya dapat memberikan sangat sedikit informasi tentang bagian dalam sistem panasbumi. Ciri fisik fluida jenis ini biasanya berwarna keruh akibat pelarutanpelarutan batuan samping oleh fluida yang reaktif, sering berasosiasi dengan kolam lumpur dan collapse creater. 3


3. Air Bikarbonat Fluida jenis ini dicirikan dengan kandungan Cl yang rendah, kandungan sulfat juga rendah dan bikarbonat (HCO3) sebagai anion utamanya. Pada sistem yang berasosiasi dengan batuan vulkanik biasanya air bikarbonat terbentuk pada bagian yang dangkal di tepi lapangan oleh konden sasi uap di bawah muka airtanah. Pada sistem yang berasosiasi dengan batuan sedimen pembentukan fluida jenis ini dikontrol oleh keberadaan batugamping. Air bikarbonat cenderung sedikit asam bisa juga netral atau sedikit basa.

4. Air Meteorik Airtanah biasanya mengandung Ca, Mg, Na, K, SO4, HCO3 dan Cl selain itu terdapat pula Fe, SiO2 dan Al. Selain itu airtanah juga biasanya mengandung gas terlarut berupa O2 dan N2. Air sungai mempunyai anion utama HCO3 dan kation utama adalah Ca sedangkan air hujan mempunyai anion utama Cl dan kation utama Na

Proses interaksi fluida panasbumi dengan batuan yang dilaluinya menjadi indicator sangat penting untuk menentukan temperatur dari reservoir panasbumi. Konsep ini dikenal dengan Geotermometer yaitu pendekatan yang dilakukan untuk menentukan temperature reservoir panasbumi berdasarkan kelarutan unsur-unsur yang berada di fluida panasbumi dengan konsentrasi unsur-unsur tersebut merupakan fungsi dari suhu. Asumsi yang digunakan dalam Geotermometer ini adalah apanila fluida bergerak dengan cepat ke permukaan, fluida akan mempertahankan komposisi kimianya selama perjalanan dari reservoir ke permukaan karena tidak atau diasumsikan sedikit sekali mengalami pencampuran. Namun keyataannya fluida dapat mengalami perubahan dalam perjalan dari reservoir ke permukaan melalui proses pelarutan batuan samping, pencampuran, dilution, sehingga perhitungan geotemometer harus mempertimbangkan factor-faktor tersebut serta pemilihan unsur yang tepat untuk analisis geokima.

4


a. Geotermometer Silika (Fournier, 1977) Geotermometer silika dibuat berdasarkan kelarutan berbagai jenis silika dalam air sebagai fungsi dari temperatur yang ditentukan dengan percobaan atau eksperimen. Reaksi yang menjadi dasar pelarutan silika dalam air adalah SiO2 (s) + 2H2O → H4SiO4. Pada kebanyakan sistem panasbumi fluida di kedalaman mengalami ekuilibrium dengan kuarsa. Pada fluida dengan reservoir bersuhu > 220˚C kuarsa dapat mengendap akibat pendinginan perlahan, apabila pendinginan berlangsung dengan sangat cepat (misalnya pada mulut mata air) maka yang terbentuk atau mengendap adalah silika amorf. Dari konsentrasi fluida kita bias tahu konsentrasi fluida dalam sampel dan mengetahui taksiran dari temperature reservoir.

Gambar 1 diagram kelarutan silika terhadap temperatur ( Fournier,1977)

Geotermometer kuarsa umumnya baik digunakan untuk reservoir bertemperatur > 150˚ C, karena untuk suhu di bawah 150˚ C kandungan silika dikontrol oleh kalsedon

5


Tabel 1 Geotermometer Silika ( Fournier,1977 )

Geotermometer

Persamaan

Referensi

Quartz – No

T = 1309 / (5.19-log C) – 273.15

Fournier (1977)

T = 1522 / (5.75-log C) – 273.15

Fournier (1977)

Geotermometer

Persamaan

Referensi

Quartz

T = 42.198 + 0.28831C-3.6686 x

Fournier &

10-4C2 + 3.1665 x 10-7C3 + 77.034 log

Potter (1982)

steam loss Quartz – maximum steam loss at 100˚C

C Quartz

T = 53.500 + 0.11236C-0.5559x

Arnorsson

10-4C2 + 0.1772x10-7C3 + 88.390 log

(1983)

C Chalcedony

T = 1032 / (4.69-log C) – 273.15

Fournier (1977)

Chalcedony

T = 1112 / (4.91-log C) – 273.15

Arnorsson (1983)

Cristobalite

T = 1000 / (4.78-log C) – 273.15

Fournier (1977)

Opal

T = 781 / (4.51-log C) – 273.15

Fournier (1977)

C = konsentrasi SiO2 dalam fluida

b. Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 ) Geotermometer Na-K dapat diterapkan untuk reservoir air klorida dengan suhu > 180˚C. Geotermometer ini punya keunggulan yaitu tidak banyak terpengaruh oleh dilution ataupun steam loss. Geotermometer ini kurang bagus untuk suhu < 100˚ C juga untuk air yang kaya Ca yang banyak berasosiasi dengan endapan travertine.

6


Tabel 4.2 Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 )

Geotermometer

Persamaan

Referensi

Na - K

T = [855.6 / (0.857+log(Na/K))] – 273.15

Truesdell (1976)

Na - K

T = [833 / (0.780+log(Na/K))] – 273.15

Tonani (1980)

Na - K

T = [1319 / (1.699+log(Na/K))] – 273.15

Arnorsson et all (1983 )

Na - K

T = [1217 / (1.483+log(Na/K))] – 273.15

Fournier (1979)

Geotermometer

Persamaan

Referensi

Na - K

T = [1178 / (1.470+log(Na/K))] – 273.15

Nieva & Nieva (1987)

Na - K

T = [1390 / (1.750+log(Na/K))] – 273.15

Giggenbach (1988)

7


c. Geotermometer Na – K – Mg Dengan menggunakan perbandingan unsur-unsur Na, Mg, dan K kita dapat mengetahui temperature dari reservoir berdasarkan unsur-unsur tersebut yang larut dalam fluida geothermal. Na/K mewakili proses kesetimbangan reaksi di dalam reservoir yang bersifat lambat,. K-Mg mewakili proses kesetimbangan yang cepat pada daerah yang mendekati permukaan. Keduanya dapat digunakan untuk mengevaluasi di dalam reservoir maupun di level dekat permukaan.

8


3. ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI DAERAH MARIBAYA Dari hasil data geokimia air yang telah diberikan, dilakukan plotting terhadap anion-anion Cl-, SO42-, dan HCO3 untuk mendapatkan jenis air geothermal dari daerah maribaya ini. Ion Cl(klorida) merupakan anion utama dalam air formasi dan muncul sebagai unsur pokok dalam air tawar, konsentrasi ion klorida digunakan sebagai ukuran salinitas air. Ion Bikarbonat merupakan ion yang dapat membentuk scale yang insoluble (tidak dapat larut dalam air). Ion sulfat (SO42-) seringkali menimbulkan masalah akibat kemampuannya untuk ereaksi dengan kalsium, barium, dan stronsium untuk membentuk scale insoluble. Parameter -

Cl

SO4 HCO3

satuan

1

2

3

4

5

(mg/L) (mg/L) (mg/L)

62.42

62.84

60.14

61.2

95.2

3.37

1.35

1.4

2.85

1.85

1016.5

1095.7

1127.04

1017.48

984.3

9


Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl- rendah dan komposisi bikarbonat yang dominan.

Geotermometer Analisa geotermometer yang pertama adalah menggunakan kation Na , K dan Mg didapatkan hasil bahwa kation yang tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir dibawah 100ᵒ C (tidak terlalu jelas). Hal ini menunjukkan korelasi antara suhu reservoir dengan fluida reservoir yang didapatkan karena pada umumnya memiliki temperature yang tidak terlau tinggi. Sampel 1 2 3 4 5

Mg 78.1 89.2 91.8 84.6 87

Na 111.01 121.94 124.68 129.67 116.8

K 27.96 29.75 30.47 30.4 29.86

√Mg 8.83742 9.444575 9.581232 9.197826 9.327379

Na/1000 0.11101 0.12194 0.12468 0.12967 0.1168

K/100 0.2796 0.2975 0.3047 0.304 0.2986

10


Hasil untuk geotermometer berikutnya adalah analisis terhadap geotermometer silica. Jenis silica disini adalah amorf silica dengan asumsi fluida dengan jenis bikarbonat memiliki temperature yang relative lebih rendah dibanding dengan jenis fluida yang lain, sehingga jenis silica yang digunakan adalah amorf silica. Sampel 1 2 3 4 5

SiO2 160.31 174.84 178.24 172.7 169.04

Dari hasil plotting data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature reservoir berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60ᵒ-35ᵒ C.

11


Analisa Asal Fluida Analisa asal fluida dilakukan dengan menggunakan isotope 18O dan 2H untuk menganalisa fluida bikarbonat yang didapat. Berikut adalah data isotope stabil yang dilakukan di daerah Maribaya : No 1 2 3

Weight mean value Sampel O% H% MA 4 -2.63 -42.5 MA 1 -4.92 -44.75 MA 6 -14.53 -91.03

2H -11.04 -29.36 -106.24

Hasil plotting memperlihatkan perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya dengan garis meteoric global hal ini dapat mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya mengalami interaksi dengan batuan dasar atau dengan air meteoric. Dilihat dari tren atau

12


kecenderungan perpotongan garis. Apabila terdapat data ketinggian dari masing-masing sampel kita dapat menentukan daerah resapan dari fluida. Selain itu indikasi adanya interaksi antara fluida dengan batuan cukup kuat dan masuk akal akibat adanya formasi Rajamandala pada Oligosen Akhir – Miosen Awal.

13


4. KESIMPULAN 1. Litologi darerah Maribaya di dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu) yang umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff, endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya sedikit kompak dan cukup permeable. 2. Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl- rendah dan komposisi bikarbonat yang dominan. 3. Analisis geotermometer dengan kation Na , K dan Mg didapatkan hasil bahwa kation yang tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir dibawah 100ᵒ C. 4. Analisis geotermometer data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature reservoir berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60ᵒ-35ᵒ C. 5. Perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya dengan garis meteoric global mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya mengalami interaksi dengan batuan dasar atau dengan air meteoric. Interaksi dengan batuan dasar diintepretasikan merupakan interaksi fluida dengan Formasi Rajamandala yang mengalasi satuan batuan Gunung Api Kuarter (daerah Maribaya)

Berdasarkan analisis geokimia fluida, menunjukkan manifestasi panasbumi daerah Maribaya tidak berprospek untuk dijadikan kawasan pengembangan geothermal. Hal in didasarkan pada berbagai analisis pada daerah penelitian yang tidak menunjukkan kualitas reservoir panasbumi yang baik seperti temperature reservoir rendah , berkisar <100ᵒC serta kelimpahan ion-ion terlarut seperti Mg2+ , Ca2+ yang cukup tinggi dan dapat memicu adanya pengendapan atau scaling pada pipa pemboran apabila dilakukan upaya pengembangan.

14


DAFTAR PUSTAKA

Bronto, Sutikno dan Hartono Udi. 2006. Potensi sumber daya geologi di daerah Cekungan Bandung dan sekitarnya. Bandung. Pusat Survei Geologi Indonesia. Silitonga, P.H. 1973. Peta Geologi Lembar Bandung, Djawa. Direktorat Geologi.

Slide Perkuliahan: Sucipta, Eddy I.G.B. 2014. Vulkanologi dan Geotermal ; Geokimia Geotermal. Bandung Herdianita, Rina. 2010. Geologi Geotermal: Fluida Panasbumi. Suwarman, Rusmawan. 2014. Hidrogeologi Umum : Kuliah 5 Penggunaan Isotop dalam Geologi. Bandung.

Sumber website: http://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpg http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGA MPING_FORMASI_RAJAMANDALA https://www.google.co.id/maps/@6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3

15


LAMPIRAN

16

Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya

Recommend Documents