BAB 5 PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOKIMIA Pengolahan dan interpretasi data geokimia untuk daerah panas bumi Bonjol meliputi penentuan tipe fluida panas bumi dan temperatur reservoar panas bumi. Analisis kimia dilakukan terhadap empat mata air panas dan satu mata air dingin, yaitu: Air Panas Takis (APT), Air Panas Limau (APL), Air Panas Padang Baru (APPB), Air Panas Kambahan (APK), dan Air Dingin Batu Ampa (ADB). Kemunculan mata air panas pada daerah Bonjol dikontrol oleh struktur berupa sesar-sesar normal seperti yang terlihat pada gambar 3.6.
5.1 Kesetimbangan Ion Metode perhitungan kesetimbangan ion digunakan untuk mengetahui kualitas sampel dengan menghitung nilai kesetimbangan antara kation dan anion pada sampel air panas. Suatu sampel dikatakan berkualitas baik apabila nilai kesetimbangan antara kation dan anionnya tidak melebihi 5% (Nicholson, 1993). Metode perhitungan ini dilakukan dengan cara mengkonversi seluruh unsur-unsur kimia yang bermuatan pada sampel air panas dari satuan mg/L atau mg/kg menjadi meq (milliequivalen), dan menjumlahkan meq baik untuk kation maupun anion. Pengkonversian dilakukan dengan rumus: Unsur (mg/L) = (konsentrasi(mg/L) / massa atom)* bilangan oksidasi Unsur (meq)
Tabel 5.1 Hasil perhitungan kesetimbangan ion
Kode
Kation+Anion
[Kation-Anion]
APT APL APPB APK
103.44 73.74 133.16 39.57
3.93 2.80 0.69 1.36
50
Kesetimbangan Ion 3.80 3.80 0.52 3.43
Kualitas Sampel Baik Baik Baik Baik
5.2 Penentuan Tipe Fluida Panas Bumi Penentuan tipe fluida panas bumi dilakukan untuk memilih mata air panas yang representatif untuk penentuan suhu reservoir panas bumi dengan metode geotermometer. Tipe air yang paling representatif sebagai fluida yang berasal dari reservoar panas bumi adalah air klorida (Nicholson, 1993). Data kimia yang diperlukan dalam penentuan tipe fluida reservoar adalah kandungan relatif dari klorida (Cl), bikarbonat (HCO 3 ), dan sulfat (SO 4 ). Data kandungan kimia tersebut untuk setiap mata air panas yang ada diolah dan diplot dalam diagram terner.
Gambar 5.1 . Diagram Terner Cl-SO 4 -HCO 3 mata air panas daerah Bonjol
Dari plot diagram segitiga Terner antara Cl-SO 4 -HCO 3 , didapatkan bahwa APT, APL, dan APK merupakan tipe air klorida. Sedangkan APPB cenderung termasuk ke dalam tipe campuran air klorida dan bikarbonat (dilute Cl - HCO 3 waters). Menurut Nicholson (1993), tipe 51
dilute ini umumnya terdapat pada mata air panas sistem panas bumi bertemperatur rendah yang umumnya terbentuk akibat pencampuran air formasi dan air meteorik. Berdasarkan hasil plot tipe air panas daerah Bonjol maka APT, APL, dan APK layak digunakan dalam penentuan temperatur reservoar panas bumi daerah penelitian. Kandungan klorida yang tinggi pada ketiga mata air panas tersebut mengindikasikan bahwa fluida panas bumi berasal langsung dari reservoar tanpa terkontaminasi dengan batuan samping ataupun dengan fluida lainnya.
5.3 Penentuan Temperatur Reservoar Panas Bumi Dalam penentuan temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol, ada 2 Metode geotermometer yang digunakan, yaitu: metode geotermometer silika (kuarsa adibatik dan kuarsa konduktif) dan geotermometer Na-K-Mg.
Metode pertama yang digunakan adalah metode geotermometer Na-K-Mg. Metode geotermometer Na-K-Mg sangat ideal untuk mengevaluasi kondisi reservoar maupun kondisi dekat permukaan (Lawless, 1996). Metode ini merupakan hasil penggabungan dua persamaan geotermometer yang berbeda, yaitu Na-K dan K-Mg. Na-K mewakili proses kesetimbangan reaksi di dalam reservoar yang lambat, sedangkan K-Mg untuk proses kesetimbangan reaksi yang cepat pada daerah yang mendekati permukaan. Untuk perhitungan geotermometer Na-K-Mg, data kimia yang diperlukan adalah komposisi kimia dari natrium (Na), kalium (K) dan magnesium (Mg) untuk tiap mata air panas, kemudian data tersebut akan diplot pada diagram segitiga.
Tabel 5.2 Pengolahan data kandungan Na-K-Mg daerah Bonjol
Kode Contoh APT APL APPB APK
Na
K
Mg
Na/400
K/10
Mg1/2
Na/400+K/10+Mg1/2
%Na
%K
%Mg
1.45 4.17 39.60 0.09
2.29 1.75 2.41 0.95
5.00 3.64 5.09 1.92
1.20 2.04 6.29 0.30
8.50 7.42 13.79 3.17
26.98 23.51 17.47 29.86
58.85 48.98 36.90 60.66
14.17 27.51 45.62 9.48
mg/L
917.00 698.00 964.00 378.00
50.00 36.36 50.90 19.20
52
Gambar 5.2 Diagram Terner geotermometer Na-K-Mg daerah Bonjol
Berdasarkan plot diagram geotermometer Na-K-Mg, maka didapat bahwa kisaran temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol berada pada temperatur 180oC. Pada diagram terner geotermometer Na-K-Mg daerah Bonjol terlihat bahwa hanya APPB yang tergolong immature water. Hal ini bersesuaian dengan tipe air berupa campuran air klorida dan bikarbonat (dilute Cl - HCO 3 waters). Metode kedua yang digunakan dalam penghitungan temperatur reservoar adalah geotermometer silika. Syarat penggunaan metode ini ialah sampel air panas bertipe air klorida dengan debit air ≥2 L/det, bila temperatur air panas >80 oC (boiling) digunakan metode adiabatik, bila sub-boiling digunakan metode konduktif. Apabila hasil dari perhitungan kuarsa adibatik dan konduktif menunjukkan nilai <150oC, geotermeter yang digunakan adalah kalsedon.
53
Mengacu pada syarat pertama yaitu debit air ≥2 L/det, maka mata air panas yang dipakai untuk metode ini adalah APT (3 L/det) dan APL (2 L/det). Hasil penghitungan seperti tertera pada tabel berikut:
Tabel 5.3 Penghitungan geotermometer silika daerah Bonjol
Kode Contoh APT APL
Debit air (liter/det) 3.0 2.0
Tipe Air Air Klorida Air Klorida
SiO 2 (mg/L)
200.50 190.60
log SiO 2 2.30 2.28
T Qad
T Qc
o
(oC) 180.27 176.85
( C) 168.43 165.63
Untuk APL, hasil yang dipakai adalah geotermometer silika adiabatik dikarenakan temperatur permukaan air panas ini <80oC. Berdasarkan penghitungan geotermometer silika, maka didapat bahwa kisaran temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol berada pada temperatur 166-180oC. Dari hasil kedua metode yang digunakan untuk menghitung temperatur reservoar, maka disimpulkan bahwa temperatur reservoar panas bumi daerah Bonjol berada pada kisaran 180oC. Berdasarkan temperatur reservoarnya (Hochstein dan Browne, 2000), sistem panas bumi daerah Bonjol diklasifikasikan menjadi sistem panas bumi bertemperatur sedang (125º-225oC).
54
