EKSPLORASI ENERGI PANAS BUMI DENGAN METODE GEOFISIKA DAN GEOKIMIA PADA DAERAH RIA-RIA, SIPOHOLON, KABUPATEN TAPANULI UTARA, SUMATERA UTARA
Tugas Akhir Disusun sebagai syarat menyelesaikan tahap Sarjana S-1 Program Studi Teknik Geologi Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Oleh
:
Arrie Kurniawan 12004066
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
EKSPLORASI ENERGI PANAS BUMI DENGAN METODE GEOFISIKA DAN GEOKIMIA PADA DAERAH RIA-RIA, SIPOHOLON, KABUPATEN TAPANULI UTARA, SUMATERA UTARA
Lembar Pengesahan Disusun sebagai syarat menyelesaikan tahap Sarjana S-1 Program Studi Teknik Geologi Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Arrie Kurniawan 12004066
Dosen Pembimbing,
Dr. Ir. Prihadi Sumintadireja NIP : 131 667 756
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
i
SARI Daerah penelitian Sipoholon merupakan daerah yang menarik sebagai objek eksplorasi panas bumi. Daerah ini terletak di Ria-ria, Sipoholon, Kabupaten Tapanuli Utara, Sumatera Utara. Potensi panas bumi di daerah ini didukung dengan adanya manisfestasi permukaan yang mencirikan daerah ini memiliki prospek panas bumi berupa 8 mata air panas, fumarol, solfatara, dan sinter karbonat. Geologi daerah penelitian terdiri atas 8 satuan batuan (Pusat Sumberdaya Geologi, 2005), yaitu, Satuan Aliran Lava Jorbing (Tmlj), Satuan Aliran Lava Siborboran (Tmlsb), Satuan Kubah Lava Martimbang (Qvma), Satuan Aliran Lava Palangka Gading (Qvpg), Satuan Piroklastik Toba 1 (Qvt 1), Satuan Piroklastik Toba 2 (Qvt 2), Sinter Karbonat, dan Satuan Aluvial (Qal). Sistem panas bumi Sipoholon secara geologi regional terletak di zona sesar Sumatera pada segmen Batang Toru yang merupakan zona depresi Tarutung yang pada umumnya berarah barat laut – tenggara. Sehingga sistem panas bumi Sipoholon berasosiasi dengan struktur graben dan zona rekahan. Model gravitasi mengidentifikasi keberadaan sumber panas pada kedalaman ±1700-1800 m di bawah permukaan dan dengan menggunakan data geologi regional sumber panas tersebut merupakan magma sisa dari titik erupsi Dolok Palangka Gading yang merupakan titik erupsi pada zaman kuarter dan titik erupsi Dolok Jorbing yang merupakan titik erupsi pada kala Miosen Tengah, dan magma tersebut berkomposisi andesit. Batuan penutup diidentifikasikan dengan menggunakan metode resistivitas dan didapatkan batuan penutup yang merupakan hasil dari alterasi fluida hidrotermal pada kedalaman ±200-1000 m di bawah permukaan. Batuan penutup terdiri dari Piroklastik Toba (Qvt), Piroklastik Toba (Qvt), Satuan Aliran Lava Siborboran (Tmlsb), dan Formasi Kluet Sedangkan reservoar diperkirakan pada Formasi Kluet (merupakan batuan metasedimen, seperti batupasir metakuarsa, batu sabak, dan filit) pada kedalaman lebih dari 1000m di bawah permukaan. Sistem panas bumi daerah penelitian merupakan sistem hidrotermal berentalpi sedang dengan estimasi temperatur antara 200°C -220°C (geotermometer Na-K).
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang merupakan syarat untuk menyelesaikan studi sarjana strata satu pada Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Tugas akhir ini berjudul ”Eksplorasi energi panas bumi dengan metode geofisika dan geokimia Pada Daerah Ria-ria, Sipoholon, Kabupaten Tapanuli Utara, Sumatera Utara” . Pokok pembahasan dari tugas akhir ini adalah potensi panas bumi daerah Sipoholon ditinjau dari aspek geologi, geofisika, dan geokimia. Selama pengerjaan tugas akhir ini penulis banyak dibantu oleh banyak pihak, baik itu dukungan nyata berupa data, bimbingan, fasilitas ataupun dukungan berupa moril dan rohani. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Papa, Mama, Eka, Mira, dan Fatin atas semua dukungannya sehingga tugas akhir ini akhirnya dapat terselesaikan. 2. Bapak Dr. Ir. Prihadi Soemintadiredja selaku pembimbing tugas akhir atas bimbingan, kritikan, kesabaran, dan selalu memberi jalan keluar selama proses pengerjaan tugas akhir ini. 3. Seluruh staff dosen Program Studi Teknik Geologi, atas semua ilmu dan pengalaman yang telah diberikan kepada penulis. 4. Bapak Ir. Kasbani, M.Sc. ,Bapak Ir. Arif Rachman Hasan, dan Bapak Dedi Kusnadi atas bimbingan dan bantuan data sehingga memungkinkan penulis untuk melakukan dan menyelesaikan penelitian ini. 5. M.Rifki Akbar partner dalam penelitian ini. 6. Rico Nouel, Freddy Hutapea, Indah Edria Amorita, dan Daud Yusuf atas diskusi dan pinjaman buku-bukunya selama proses penelitian ini. 7. Ichsan, Dicky, mas Hendro serta seluruh staff LVG yang telah membantu penulis dalam pengolahan data dalam tugas akhir ini. 8. Semua teman-teman Teknik Geologi ITB 2004 atas semua dukungan, saran, dan semua kenangan dan pengalaman yang tidak terlupakan semasa penulis kuliah di ITB.
iii
9. Teman-teman di Himpunan Mahasiswa Teknik Geologi ‘GEA” ITB atas semua dukungan dan membantu penulis selama kuliah di ITB. 10. Teman-teman di kosan CBD2 (Tito, Tomo, Fajril, Ando, Yupea, Rudy, dan Dave) yang selalu memberikan semangat, dukungan, dan diskusi.
Bandung, Januari 2009
Arrie Kurniawan
iv
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN
i
SARI
ii
KATA PENGANTAR
iii
DAFTAR ISI
v
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
1
1.2 Maksud dan Tujuan
1
1.3 Metode dan Tahapan Penelitian
1
BAB II TEORI DASAR 2.1 Metode Geologi
4
2.2 Metode Geofisika
6
2.2.1 Metode Gravitasi
6
2.2.2 Metode Geolistrik
10
2.3 Metode Geokimia
13
BAB III TATANAN GEOLOGI 3.1 Geologi Regional
15
3.1.1 Fisiografi
17
3.1.2 Kerangka Tektonik
18
3.1.3 Stratigrafi Regional
21
3.1.4 Struktur Regional
22
3.2 Geologi Daerah Penelitian
22
3.2.1 Stratigrafi Daerah Penelitian
23
3.2.2 Struktur Geologi Daerah Penelitian
26
BAB IV PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOFISIKA 4.1 Gravitasi
30
4.1.1 Interpretasi Anomali Bouguer Lengkap
31
4.1.2 Interpretasi Anomali Regional
33
4.1.3 Interpretasi Anomali Sisa (Residual)
35
v
4.1.4 Pemodelan 2D penampang gravitasi
38
4.2 Resistivitas
43
BAB V PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOKIMIA
57
5.1 Tipe Fluida Reservoar
58
5.2 Temperatur Reservoar
60
BAB VI KESIMPULAN
62
DAFTAR PUSTAKA
63
vi
DAFTAR GAMBAR BAB I PENDAHULUAN Gambar 1.1 Diagram alir penelitian
3
BAB II TEORI DASAR Gambar 2.1 Ambiguitas
10
Gambar 2.2 Bentuk konfigurasi Sclumberger
11
Gambar 2.3 diagram plot segitiga Cl-SO4-HCO3
14
BAB III TATANAN GEOLOGI Gambar 3.1 Lokasi daerah penelitian
15
Gambar 3.2 Zona Fisiografi Sumatera Utara
17
Gambar 3.3 Kerangka Tektonik
18
Gambar 3.4 Sketsa Evolusi Tektonik
19
Gambar 3.5 Skema Kerangka Tektonik
20
Gambar 3.6. Peta geologi daerah Sipoholon
29
BAB IV PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOFISIKA Gambar 4.1 Peta Anomali Bouguer
32
Gambar 4.2 Peta Anomali Regional
34
Gambar 4.3 Peta anomali Sisa
36
Gambar 4.4 Peta anomali residual dan penyebaran zona potensi sumber panas
37
Gambar 4.5 Profil anomali gravitasi pada lintasan A-B-C lapangan panas bumi Sipoholon
39
Gambar 4.6 Model gravitasi pada lintasan A-B-C lapangan panas bumi Sipoholon 39 Gambar 4.7 Model geologi pada lapangan panas bumi lintasan A-B-C
40
Gambar 4.8 Peta lokasi pengukuran resistivitas lapangan Sipoholon
45
Gambar. 4.9 Pemetaan resistivitas (mapping) AB/2=500m
46
Gambar. 4.10 Pemetaan resistivitas (mapping) AB/2=750m
47
Gambar. 4.11 Pemetaan resistivitas (mapping) AB/2=1000m
48
Gambar 4.12 Potensi batuan penutup berdasarkan metode pemetaan resistivitas
50
Gambar 4.13 Penampang resistivitas line B3000, B4000, dan B4500
51
Gambar 4.14 Penampang resistivitas line C2000, C3000, dan C4050
52
vii
Gambar 4.15 Penampang resistivitas line D2000, D3000, dan D4800
53
Gambar 4.16 Peta potensi panas bumi daerah Sipoholon
55
Gambar 4.17 Model konseptual sistem panas bumi daerah Sipoholon
56
BAB V PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOKIMIA Gambar. 5.1 Lokasi mata air panas dan mata air dingin lapangan Sipoholon
58
Gambar 5.2 Ternary Diagram Cl-SO4-HCO3
59
Gambar 5.3 Segitiga Na-K-Mg
60
BAB VI KESIMPULAN
viii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Berat jenis sampel batuan daerah panas bumi Sipoholon
38
Tabel 5.1 Temperatur pada masing-masing mata air panas dengan menggunakan 5metode perhitungan geotermometer
ix
61
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data pengukuran mapping Lampiran 2. Data pengukuran sounding Lampiran 3. Data Koordinat pengukuran resistivitas daerah panas bumi Sipoholon Lampiran 4. Data manifestasi permukaan Lampiran 5. Data analisis geokimia daerah Ria-ria, Sipoholon, Sumatera Utara Lampiran 6. Tabel ion air panas Lampiran 7. Data kation air panas Lampiran 8. Data keseimbangan ion Lampiran 9. Perhitungan Cl-SO4 -HCO3 daerah panas bumi Sipoholon, Sumatera Utara Lampiran 10. Perhitungan Mg-Na-K daerah panas bumi Sipoholon, Sumatera Utara
x
