Geoscience Lapangan Panas Bumi Awi Bengkok G. Salak Tanggal: Friday, 10 June 2005 Topik: Geologi Pada tahun 1982, Unocal Geothermal Indonesia menandatangani Joint Operation Contract (JOC) dan Energy Sales Contract (ESC) untuk e ksplorasi panas bumi dan pengembangannya dengan area seluas 117.650 hektar di G. Salak Jawa Barat, dengan besarnya kapasitas 165 MW. Unocal bertanggungjawab untuk menyuplai uap kepada Pertamina, yang kemudian menjualnya ke PLN untuk pembangkitan listrik. Perusahaan tersebut mencatat bahwa lapangan tersebut bisa menyuplai energi panas bumi kepada pembangkit listrik dengan kapasitas 400 MW. PLN dan Unocal mencapai persetujuan mengenai harga uap yaitu US $0.047/kWh. Hal tersebut memungkinkan Unocal untuk melakukan aktifitas eksplorasi dan pengembangan selama 7-10 tahun.
Kemudian pada November 1994, Unocal dan partner lokal, Nusamba, menandatangani perjanjian ESC dengan PLN dan JOC dengan Pertamina untuk kontruksi penambahan pembangkit listrik berkapasitas 165 MW. Tiga unit 55 MW mulai beroperasi tahun 1997. Dibawah perjanjian awal, Unocal mengoperasikan unit - unit ini selama 15 tahun, dan kemudian mentransfer pengoperasiannya kepada PLN. Unocal akan meneruskan penjualan uap panas bumi untuk pembangkit listrik selama 30 tahun pembangkit tersebut beroperasi. Unocal menghabiskan sekitar US $380 juta dalam pembangunan sumberdaya panas bumi untuk 3 pembangkit baru tersebut. Total pembangkit listrik yang ada di lapangan Awibengkok G. Salak berjumlah 6 unit dengan masing - masing berkapasitas 55 MW. Beberapa penelitian telah dilakukan di Lapangan Panas Bumi Gunung Salak, Jawa Barat diantaranya Stimac & Sugiaman 2000, Hulen dkk 2000, Cumming & Mulyadi 1984, Simanjuntak 1995 dan Pertamina-Unocal-PLN 1995. 1. Fisiografi Lapangan Panas Bumi Awibengkok
Lapangan panasbumi Awibengkok terletak di dalam Komplek Gunungapi Gagak-Perbakti di Jawa bagian barat. Kompleks ini merupakan bagian dari busur vulkanik Sunda yang aktif, yang memanjang dari Sumatera sampai Flores. Beberapa studi tektonik regional menunjukkan orientasi penunjaman lempeng di daerah Jawa Barat berarah N 3o W sampai N 11o E hampir tegak lurus dengan sumbu pegunungan di Jawa Barat. Indikator tekanan menunjukkan tekanan horsiontal maksimum memiliki orientasi arah utara yang bersifat paralel dengan penunjaman di daerah ini (Gambar 3.2).
Gambar 3.2. Kerangka tektonik regional Lapangan Panas Bumi Awibengkok (Stimac dan Sugiaman, 2000). 2. Geologi Lapangan Awibengkok, G. Salak
Lapangan panas bumi Awibengkok terletak pada daerah yang dikelilingi oleh gunung api dengan elevasi antara 950 sampai 1500 m di atas permukaan laut. Puncak tertinggi adalah G. Salak, G. Gagak, G. Perbakti, dan G. Endut yang merupakan gunung api andesit tidak aktif. Pegunungan ini membatasi lapangan di bagian utara, timur dan selatan (Gambar 3.3). Bagian barat dari lapangan panas bumi merupakan daerah perbukitan rendah di sekitar kaldera Cianten. Berdasarkan dating K-Ar dan 40Ar/39Ar gunungapi-gunungapi tersebut terbentuk sekitar 0.86 - 0.18 jtl. Berdasarkan geomorfologi diperkirakan terjadi runtuhan (collapse) besar kira-kira pada 0.24 jtl. Tuf dan lava yang berumur 0.28-0.36 jtl sebagian mengisi runtuhan kawah Kiaraberes dan mengalir ke arah barat dan barat daya. Batuan vulkanik termuda pada daerah reservoir terdiri dari kubah silisik, lava, dan sekuen tefra yang membentuk arah utara-timur laut di bagian timur lapangan panasbumi. Batuan ini berumur 0.24-0.04 jtl dan memiliki komposisi dasit sampai riolit. Unit vulkanik termuda adalah tefra yang dikenal dengan "orange tuff". Tuf riolitik ini tersebar hampir di seluruh area lapangan panas bumi. Di atas tuf ini diendapkan breksi hidrotermal yang berdasarkan dating C14 memiliki umur 8400 tl. Hasil dating ini menunjukkan umur tuf berkisar dari 40000 sampai 8400 tl. Breksi ini dihasilkan oleh proses letusan freatik secara intermiten yang terjadi sekitar 8400 tl. Endapan ini terpusat di Kawah Cibeureum dengan variasi ketebalan 4 sampai 10 m (Gambar 3.3).
Gambar 3.3. Peta Geologi Lapangan Panas Bumi Awibengkok (Stimac dan Sugiaman, 2000). Berdasarkan data cutting, data core, stratigrafi dan litologi dapat dibagi dari tua ke muda di lapangan panas bumi Awibengkok menjadi 4 formasi yaitu (Gambar 3.4 dan 3.5):
Batuan tertua adalah batuan karbonat laut dan dangkal sedimen klastik (terdiri dari mudstone dan sandstone dengan kelimpahan klastik vulkanik dan tuf).
Batuan ini memiliki porositas dan permiabilitas rendah, serta sedikit mengalami alterasi. Kumpulan fosil yang ada menunjukkan karateristik lingkungan pengendapan laut dangkal pada umur Miosen awal sampai akhir. Lower volcanic formation terdiri dari lava dengan komposisi andesitik sampai basaltik dan breksi (hyaloclastite) dengan tuf silisik dan tuf aliran di atasnya Sebagian dari formasi ini mengalami perselingan dengan batuan di bawahnya. Batuan vulkanik ini menunjukkan kejadian awal dari magmatisme kalk-alkalin pada daerah intermediate dengan lingkungan pengendapan laut sampai darat. Adanya sekuen silisik menunjukkan fasa terminal dari peristiwa awal pembentukan gunung api strato di daerah tersebut. Sebagian dari formasi ini menjadi reservoir panas bumi di bagian barat. Middle Volcanic Formation terdiri dari lava dengan komposisi adesitik sampai dasitik, tuf, dan aliran debris. Lingkungan pengendapan dari formasi ini adalah darat. Formasi ini menerangkan fasa awal dari pembentukan gunung api tipe strato yang ada di daerah lapangan. Sebagian besar formasi ini menjadi reservoir panas bumi di bagian timur.
Kemudian formasi ini di bagi lagi menjadi 5 zona stratigrafi (Gambar 4) yaitu :
Zona 1 terdiri dari terdiri dari lahar andesitik Zona 2 terdiri dari lahar dengan komposisi dasit, aliran batuan, autobreksiasi, dan tuf. Zona ini juga disebut "middle dacite", yang merupakan horizon marker. Zona 3 terdiri dari terdiri dari lahar andesitik Zona 4 terdiri dari tuf andesitik dimana 95% telah teralterasi menjadi lapisan silikat dan capuran lempung dan klorit dengan warna hijau keabuan sampai merah gelap. Ketebalan dari zona ini adalah 21 m dan bersifat sebagai tudung dari fluida panas yang naik ke permukaan. Zona 5 terdiri atas batuan vulanik andesitik. Pada zona ini 1/3 bagiannya terdiri lahar tebal dan 2/3 bagian lainnya terdiri dari ratusan perselingan lahar, autobreksi, tuf, dan batu pasir yang tipis. Berdasarkan data FMS, zona ini memiliki kemiringan <100 ke arah barat dan barat daya. Hal ini menunjukkan bahwa zona lima berada pada daerah distal pada gunung api tipe strato.
Upper Volcanic Formation terdiri dari batuan berkomposisi andesitik. Di atas batuan tersebut diendapkan batuan berkomposisi dasitik dan riolitik. Lingkungan pengendapan batuan ini adalah darat.
Gambar 3.4. Kolom Stratigrafi Lapangan Awibengkok (Stimac dan Sugiaman, 2000).
Gambar 3.5. Penampang stratigrafi ideal Lapangan Awibengkok (Stimac dan Sugiaman, 2000) Pada beberapa sumur ditemukan intrusi-intrusi, namun bukan merupakan kompleks intrusi yang besar. Berdasarkan tekstur dan distribusi pada sumur-sumur bor intrusi tersebut berupa sill. Intrusi tersebut terdiri dari diorit kuarsa muncul pada zona 5. Intrusi ini tidak mengalami proses alterasi yang tinggi dikarenakan memiliki permiabilitas yang rendah. Intrusi lain ditemukan pada sumur AWI 2-1, diperkirakan merupakan suatu korok (dike) atau bagian atas dari suatu tubuh intrusi granit yang lebih besar. Sebuah intrusi pada AWI 4-1 terdiri dari riolit gelas, dengan fenokris kuarsa, plagioklas, piroksen, hornb lenda, dan biotit. Intrusi ini diperkirakan mewakili kubah riolitik muda atau lava yang membentuk arah kelurusan utara-timur laut. Intrusi ini hampir tidak mengalami alterasi yang menunjukkan sifat impermiabel terhadap fluida reservoir atau sebagai tempat masuknya fluida dingin. Peta pola struktur di sekitar lapangan panas bumi Awibengkok (Gambar 3.6) menunjukkan bahwa terdapat terdapat dua pola struktur pada lapangan panas bumi Awibengkok :
Gambar 3.6. Peta Pola Struktur Di Sekitar Lapangan Panas Bumi Awibengkok, Gunung Salak (Rohrs, 1991 opcit. Simanjuntak, 1995).
Pola struktur yang berarah barat daya- timur laut. Pola ini berhubungan dengan patahan akibat gaya strike slip. Pola tersebut memotong areal fumarol Kawah Cipamanutan,Cibeureum, dan Parabakti. Pola struktur yang berarah tenggara - barat laut. Pola ini terdiri dari seri subparalel patahan normal mengarah ke Kawah Ratu 3 km ke arah utara dan timur. Hampir seluruh patahan mendekati tegak yang diakibatkan proses vukaniktektonik gaya kompresi lokal dan kompresi regional arah utara-selatan yang berhubungan dengan penunjaman Busur Kepulauan Sunda.
3.
Aktifitas
Hidrotermal
Aktivitas hidrotermal pada permukaan di lapangan panas bumi Awibengkok adalah fumarol, kolam lumpur, tanah beruap, emisi gas, fosil tanah ubahan, dan mata air panas. Lokasi-lokasi manifestasi dapat dilihat pada Gambar 3.3. Pada daerah fumarol keluar uap dengan temperatur 140 0C (267 0F) dengan kandungan gas 7 % berat. Semua pemunculan aktivitas panas pada daerah Awibengkok memiliki tipe Asam-Sulfat, namun terdapat 2 mataair panas bertipe bikarbonat yang muncul dari endapan travertin. Terdapat juga mataair bertipe klorida pada elevasi 620 di Sarimaya yang berjarak 3 km dari lokasi lapangan Awibengkok 4. Zona Alterasi dan Mineralogi
Berdasarkan data sumur bor dan data geologi permukaan sistem panas bumi Awibengkok menjadi 3 zona alterasi yaitu zona argilik, zona filik, dan zona profilik (Gambar 3.7). Zona Argilik didominasi oleh mineral-mineral smektit, smektit-ilit bercampur dengan lempung, dengan mineral-mineral aksesoris pirit, silika, hematit, kalsit, anhidrit. Kumpulan mineral-mineral ini terbentuk pada temperatur <200oC. Dari data sumur bor AWI 1-2
menunjukkan bahwa pada dasar zona ini terdapat tuff andesitik dengan tebal 20 m yang telah teralterasi menjadi lempung ilit-smektit dan klorit-smektit. kumpulan alterasi di atas termasuk dalam zona argilik-filik (Stimac dan Sugiaman opcit. Hulen dan Lutz, 2000). Besarnya kandungan smektit menunjukkan bahwa batuan terubah pada temperatur yang lebih rendah dibandingkan dengan temperatur sekarang. Zona ini berfungsi sebagai penyekat zona profilitik di bawahnya yang berfungsi sebagai reservoir panas bumi. Zona Profilitik didominasi oleh mineral-mineral epidot, ilit, dan klorit. Selain itu terdapat juga mineral-mineral albit, adularia, kalsit, wairakit, pirit, dan titanit. Mineral epidot adalah mineral yang paling banyak muncul pada zona ini. Kumpulan mineral ini menunjukkan temperatur pembentukan antara 220 - 2700C. Zona filik muncul pada batuan silisik (dasit dan riolit). Zona ini menunjukkan temperatur pembentukan 260-2900C dan didominasi oleh ilit, serisit, adularia, dan kuarsa, dimana kemunculan epidot dan klorit sedikit. Zona Potasik dicirikan dengan adanya mineral K-felspar dan kwarsa, biasanya ditemukan pada rekahan, serta ditandai dengan mulai hilangnya mineral ilit dan klorit
Gambar 3.7. Penampang Zona Alterasi Pada Sumur AWI 1-2 (Hulen dkk, 2000).
5.
Geofisika
Lapangan panas bumi Awibengkok memiliki tahanan jenis yang kompleks. Peta tahanan jenis semu (apparent resistivity) menunjukkan anomali tahanan jenis yang lebih kecil dari 2,5 ohm-m pada sumur AWI-3, cenderung mengarah ke utara (Gambar 3.8). Anomali tahanan jenis rendah juga ditemukan pada sumur AWI-5, cenderung mengarah ke barat dan selatan. Anomali tahanan jenis yang rendah pada lapangan Awibengkok berasosiasi dengan distribusi lempung hidrotermal yang konduktif yang dihasilkan oleh air kondesat asam di zona outflow. Berdasarkan penampang hasil korelasi mineral alterasi dan digabung dengan data tahanan jenis dari MT Bostic Inversion (Gambar 3.9), pada sumur AWI-2 terdapat lapisan lempung hidrotermal tebal yang berasosiasi dengan tahanan jenis yang rendah. Pada Sumur Awi-5 menunjukkan kandungan lempung yang lebih sedikit pada zona argilik yang berasosiasi dengan tahanan jenis yang lebih tinggi (10 ohm-m). Tahanan jenis yang tinggi ditemukan pada daerah reservoir. Hal ini menunjukkan karateristik mineral yang kurang konduktif dari kumpulan mineral pada zona propilitik
Gambar 3.8. Peta anomali tahanan jenis semu Lapangan Panas Bumi Awibengkok (Cumming dan Mulyadi, 1984).
Gambar 3.9. Penampang Zona Alterasi dan Anomali Tahanan Jensi Semu (Cumming dan Mulyadi, 1984). 6.
Geokimia
Sistem panas bumi Awibengkok adalah sistem panas bumi liquid-dominated, dengan permiabilitas tinggi. Salinitas fluida mencapai 1.3 % berat dan kandungan NCG <1 %berat. Pada sumur AWI 1-2, kondisi titik didih ditemukan pada kedalaman 560 di atas muka laut. Kondisi ini menyebabkan terjadi pembentukan tudung gas (steam cap) secara lokal. Berdasarkan variasi komposisi kimia dari fluida yang ada, maka lapangan panas bumi Awibengkok dapat dibagi menjadi tiga sel :
West Cell, memiliki temperatur terukur 3120C dan temperatur pada geothermometer mencapai 3160C (pengukuran pada sumur AWI-9). Pada sel ini terjadi penurunan komposisi gas H2, CH4, N2, dan Ar, namun kaya akan CO2 dan H2S. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh magmatik yang kuat. Central Cell (sumur AWI-7, 8, 10, dan 11). Sel ini memiliki konsentrasi klorida yang lebih tinggi (6500-6900 ppm) dibandingkan dengan konsentrasi klorida pada sel bagian barat, namun kandungan gas yang dimiliki lebih rendah dibandingkan sel bagian barat. Komposisi gas kaya akan H2S dan NH3, namun memiliki kandungan gas H2 yang rendah. Hal ini menunjukkan sel bagian tengah telah kehilangan gas dikarenakan proses konvektif yang berasosiasi dengan pendidihan. East Cell (sumur AWI-1, 2, 13, dan 16), dicirikan dengan adanya pengenceran (konsentrasi Cl 5100-6400 ppm) and tingginya konsentrasi NCG. Arah pengenceran yang mengikuti pola NNE, diperkirakan akibat dari kontrol struktur berarah NNE dan arah hydrothermal vent. Fluida yang ada mengandung konsentrasi Mg yang tinggi, SO4-2, HCO3 dan NH3. Fluida ini diperkirakan merupakan steam-heated meteoric water. Tingginya kadar NCG yang tinggi menunjukkan bagaian atas dari reservoir dangkal.
Sumur-sumur yang berada pada batas reservoir (edge wells) memiliki komposisi kimia tertentu dan dapat dibedakan dari ketiga daerah di atas. Umumnya sumur-sumur ini menunjukkan karateristik dari outflow dan pengaruh dari air tanah. Sumur AWI-5 dan
sumur AWI-14 yang terletak di sebelah tenggara menunjukkan konsentrasi klorida yang tinggi dan chemical geothermometry rendah, yang menunjukkan sumber dari outflow. 7. Model Konseptual dan Hidrogeologi
Model hidrogeologi dari sistem panas bumi Awibengkok dapat dilihat pada Gambar 3.10, dan 3.11, sedangkan model konseptual panas bumi pada Gambar 3.12. Intrusi magma memanaskan air meteorik, air yang berasosiasi dengan magma, dan batuan yang ada di sekitarnya. Air yang terpanaskan naik melalui patahan menghasilkan reservoir isothermal yang besar. Di bagian bawah tudung reservoir terdapat tudung gas, yang berkembang akibat penurunan tekanan akibat pengembangan lapangan panas bumi. Pemunculan upflow terjadi di daerah west cell. Fluida yang naik tertahan oleh lapisan lempung tufaan dengan permeablitas rendah, sehingga fluida tersebut naik melalui struktur yang berarah N dan NNE yang memotong lapisan ini pada daerah central cell dan east cell. Pada daerah east cell, fluida naik sampai puncak dari reservoir dan mendidih di bawah fumarol Cibeureum. Zona-zona outflow yang terdapat di Lapangan Awibengkok dapat dilihat pada Gambar 3.8. Influks dari steam-heated meteoric water muncul pada daerah east cell yang ditunjukkan dengan adanya pengenceran di daerah tersebut. Influks minor dan pencampuran dari air meteorik juga terjadi pada edgewells, yang dindikasikan dari komposisi gas. Dari penampang model hidrogeologi, terlihat bahwa recharge air dingin berasal dari sekitar G. Perbakti, Kawah Perbakti dan Kawah Cipamatutan
Gambar 3.10. Penampang baratdaya – timurlaut model hidrogeologi Lapangan Awibengkok (Simanjuntak, 1995).
Gambar 3.11. Penampang baratlaut – tenggara model hidrogeologi Lapangan Awibengkok (Simanjuntak, 1995).
Gambar 3.12. Penampang baratlaut – tenggara model konseptual panas bumi Lapangan Awibengkok (Simanjuntak, 1995).
