GEOLOGI DAN GEOKIMIA DAERAH BANDA NEIRA DAN HUBUNGANNYA TERHADAP SISTEM PANAS BUMI KEPULAUAN BANDA Lano Adhitya Permana, Andri Eko Ari Wibowo, Edy Purwoto Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi SARI Kemunculan manifestasi panas bumi berupa fumarol, batuan ubahan dan mata air panas mengindikasikan adanya potensi panas bumi di wilayah Kepulauan Banda. Geologi daerah penelitian tersusun oleh batuan vulkanik kuarter dengan struktur geologi berupa kaldera, kawah dan sesar. Sisa panas dari tubuh-tubuh kerucut vulkanik muda Gunung Banda Api yang berumur resen diduga merupakan sumber panas pada sistem panas bumi di Kepulauan Banda. Mata air panas muncul pada dua lokasi berbeda dengan temperatur berkisar 47,4°C – 52,4°C, sedangkan temparatur fumarol sekitar 93,4°C. Fluida panas yang muncul pada mata air panas Banda merupakan air bertipe klorida, namun hasil pengukuran daya hantar listrik (DHL) dan kandungan klorida yang tinggi dengan kecenderungan mendekati komposisi air laut, mengindikasikan adanya pengaruh intrusi air laut pada fluida panas di daerah penelitian. Pendugaan temperatur bawah permukaan pada sistem panas bumi di Kepulauan Banda menunjukkan temperatur sekitar 2600C yang termasuk dalam entalpi tinggi. PENDAHULUAN Kepulauan Banda merupakan salah satu kepulauan yang berada pada jalur busur dalam vulkanik Banda (van Bemmelen, 1949). Kepulauan tersebut terdiri dari gugusan pulau-pulau, beberapa diantaranya tergolong pulau-pulau besar, seperti Pulau Lonthor, Neira dan Banda Api. Matahelumual (1988) menyebutkan bahwa secara geologi, Pulau Lonthor, Neira dan Banda api saling terkait dalam hal pembentukan Komplek Gunung Banda Api. Kemunculan manifestasi panas bumi di Komplek Gunung Banda Api mengindikasikan adanya potensi panas bumi di wilayah tersebut. Untuk memperoleh informasi mengenai aspek kepanasbumian di wilayah Komplek Gunung Api Banda, diperlukan data geosain seperti data geologi dan geokimia. Penyelidikan ini difokuskan pada daerah yang terdapat pemunculan manifestasi panas bumi di wilayah Komplek Gunung Banda Api, tepatnya di Pulau Neira dan Pulau Banda Api (Gambar 1).
METODOLOGI Penyelidikan ini menggunakan metodologi yang meliputi studi literatur, pengamatan di lapangan, pengambilan conto dan analisis laboratorium serta interpretasi data. Studi literatur dilakukan terhadap hasil penyelidik terdahulu yang memiliki relevansi dengan penyelidikan di wilayah Komplek Gunung Banda Api. Untuk mengetahui morfologi, sebaran batuan, gejala struktur, dan karakteristik fisik manifestasi panas bumi diperlukan pengamatan lapangan yang detil, termasuk pengambilan conto yang berupa conto batuan, air dan gas. Selanjutnya, dilakukan analisis di laboratorium terhadap conto batuan, air dan gas yang telah diperoleh dari lapangan, berupa analisis geokimia air dan gas serta petrografi. Seluruh hasil analisis laboratorium diinterpretasi, agar dapat diketahui pembentukan sistem panas bumi daerah Banda Neira secara jelas. HASIL PENYELIDIKAN Pembentukan Komplek Gunung Banda Api berkaitan erat dengan zona
penunjaman antara Lempeng Samudera Hindia, Lempeng Kontinen Australia, Lempeng Kontinen Eurasia dan Lempeng Samudera Pasifik dengan lempeng yang bersifat lokal seperti Lempeng Halmahera, Sulawesi, dan Irian. Mengacu pada peta geologi regional lembar Moa, Damar, dan Bandanaira (Agustiyanto, dkk., 1994), daerah penelitian terdiri dari batuan lava, breksi gunungapi dan batugamping koral yang berumur Tersier hingga Kuarter (Gambar 2). Berdasarkan sebaran manifestasi panas bumi yang muncul di daerah penelitian, maka pemetaan geologi hanya dilakukan di dua daerah, yaitu di daerah Pulau Banda Api dan Pulau Neira. Evolusi Komplek Gunung Banda Api dimulai dengan kemunculan Gunung Lonthor ke permukaan yang diikuti oleh letusan besar yang menghancurkan seluruh puncak dan badan gunung. Akibat dari letusan tersebut terbentuk sebuah kaldera di dasar laut yang dikenal dengan Kaldera Lonthor (Matahelumual, 1988). Selanjutnya, muncul gunung api baru yang disebut Gunung Neira. Diperkirakan Gunung Neira mengalami letusan yang menyebaban terbentuknya kaldera kedua, dimana Gunung Papen dan Gunung Tuju yang terdapat di Pulau Neira merupakan bagian dari sisa kaldera. Secara umum, Pulau Neira tersusun oleh aliran lava, aliran piroklastik dan jatuhan piroklastik serta alluvial (Gambar 3). Secara megaskopis, aliran lava dicirikan oleh warna abu-abu, afanitik, setempat dijumpai struktur vesikuler, porfiritik dengan fenokris terdiri dari plagioklas dan piroksen yang tertanam dalam masa dasar mikrokrostalin. Hasil analisa kimia batuan pada conto NR-26 (Tabel 1), menunjukkan bahwa lava tersebut berjenis andesitis dengan kandungan SiO2 61,84 %. Hasil analisis petrografi pada conto NR-32 (Foto 1) menunjukkan adanya struktur aliran pada batuan yang dicirikan oleh orientasi mineral-mineral plagioklas. Sementara itu,
jatuhan piroklastik dan aliran piroklastik di Pulau Neira terdistribusi dibagian barat, tengah hingga selatan yang merupakan produk erupsi dari Gunung Papen dan Gunung Banda Api. Fasa selanjutnya yaitu terjadinya letusan Gunung Papen dan Gunung Tuju, kemudian diikuti oleh pembentukan Gunung Banda Api yang terdapat di Pulau Banda Api. Hasil pengamatan dilapangan menunjukkan bahwa litologi daerah Pulau Banda Api tersusun atas aliran lava, endapan lahar, aliran piroklastik dan jatuhan piroklastik yang dapat dikelompokkan menjadi 12 satuan batuan (Gambar 4). Hasil analisis kimia batuan (Tabel 1) dan petrografi (Foto 2) pada conto BA-1, memperlihatkan bahwa aliran lava tersebut berjenis andesitis dengan kandungan SiO2 61,01 % dan memiliki tekstur pofiritik. Struktur geologi yang yang terdapat didaerah penyelidikan berupa kaldera, kawah dan sesar. Struktur kaldera yang ditemukan di Pulau Neira berupa punggungan yang hampir melingkar dengan gawir terjal, diperkirakan merupakan sisa dinding kaldera. Struktur kawah dapat diijumpai didaerah puncak, lereng dan kaki Gunung Banda Api. Keberadaan sesar normal diperkirakan melewati puncak dan beberapa pusat erupsi di lereng utara dan selatan Gunung Banda Api dengan arah relatif utaraselatan, sedangkan sesar yang terdapat di sekitar Gunung Papen memiliki arah relatif baratlaut-tenggara. Kenampakan gejala panas bumi di Kepulauan Banda ditandai dengan hadirnya mata air panas, fumarol dan batuan ubahan. Temperatur air panas di daerah penelitian berkisar 47,4°C – 52,4°C, sedangkan temperatur yang diperoleh dari kawah puncak Gunung Banda Api sekitar 93,4°C. Secara lengkap karakteristik mata air panas, air dingin dan air laut serta hasil analisis kimia air dan gas yang terdapat di
daerah penelitian ditampilkan dalam tabel 2, 3 dan 4. Untuk mengetahui karakteristik dan tipe air panas berdasarkan data yang diperoleh pada tabel 3, maka dilakukan plotting komposisi kimia dari mata air panas pada diagram segitiga Cl-SO4 - HCO3, NaK-Mg dan Cl-Li-B yang mengacu pada Giggenbach (1988). Berdasarkan diagram segitiga ClSO4-HCO3 (Gambar 5), menunjukkan bahwa air panas Banda termasuk dalam tipe klorida, namun hasil pengamatan di lapangan memperlihatkan bahwa air panas Banda memiliki daya hantar listrik dan kandungan klorida yang tinggi dengan kecenderungan mendekati komposisi air laut. Hal ini mengindikasikan adanya pengaruh intrusi air laut pada fluida panas di daerah penelitian. Hasil plotting pada diagram segitiga Na-K-Mg (Gambar 6), menunjukkan bahwa air panas Banda terletak di perbatasan zona partial equilibrium dan immature water, hal tersebut semakin memperkuat dugaan adanya pengaruh intrusi air laut di daerah penelitian. Berdasarkan diagram segitiga Cl-Li-B (Gambar 7), air panas di daerah penelitian memiliki konsentrasi Cl tinggi yang mengindikasikan adanya pengaruh aktivitas vulkanik. Hasil analisis kimia gas (Tabel 4) menunjukkan bahwa kandungan gas di fumarol Banda sangat didominasi oleh kandungan gas CO2, H2S, dan HCl. Kandungan gas-gas tersebut mengindikasikan adanya sumber panas yang berasal dari aktivitas magmatik (Nicholson, 1993). Kandungan H2S dan HCl yang tinggi sesuai dengan pembentukan sistem panas bumi Banda yang terletak pada gunung api aktif. Grafik isotop stabil deutrium dan Oksigen 18 (Craig,1961 dalam Nicholson,1993) seperti pada gambar 8, memperlihatkan bahwa air panas di daerah penelitian cenderung menjauhi garis air meteorik (Meteoric Water Line) namun
terletak mendekati titik Standart Mean Oceanic Water (SMOW) dan titik air laut. Hal ini semakin menguatkan bahwa terdapat pengaruh intrusi air laut pada fluida panas bumi daerah Banda. Untuk mengetahui temperatur bawah permukaan yang berkaitan dengan temperatur reservoir dilakukan perhitungan geotermometer. Berdasarkan karakteristik kimia air panas Banda yang diduga terdapat kontaminasi air laut, maka penggunaan geotermometer Na-K, SIO2 dan NA-K-Ca tidak dapat digunakan. Oleh karena itu, diperlukan penggunaan geotermometer gas untuk mengetahui temperatur bawah permukaan daerah penelitian. Berdasarkan hasil perhitungan geotermometer CO2 (Arnorsson, 1983 dalam Nicholson, 1993) dan geotermometer H2S (Arnorsson dan Gunnlaugsson, 1985 dalam Nicholson,1993) yang dapat digunakan untuk sistem panas bumi di daerah vulkanik, maka perkiraan temperatur reservoir yang terdapat pada sistem panas bumi Banda Neira sekitar 260°C. PEMBAHASAN Pembentukan sistem panas bumi di Kepulauan Banda diperkirakan terkait dengan sistem vulkanik yang terdapat di wilayah tersebut. Sumber panas yang terdapat di daerah penyelidikan, diduga berasal dari sisa panas tubuh-tubuh kerucut vulkanik muda Gunung Banda Api yang berumur resen. Hal tersebut didukung oleh adanya kandungan gas pada fumarol yang didominasi oleh kehadiran gas-gas CO2, H2S dan HCl, dimana gas – gas tersebut mengindikasikan adanya sumber panas yang berasal dari aktivitas magmatik (Nicholson, 1993). Daerah panas bumi Pulau Banda Api berada pada topografi tinggian yang kemungkinan berasosiasi dengan sistem panas bumi berelief tinggi (high terrain). Keberadaan struktur geologi di daerah penyelidikan, terutama sesar yang diperkirakan melewati puncak dan
beberapa pusat erupsi di lereng utara dan selatan Gunung Banda Api dengan arah relatif utara-selatan serta struktur sesar yang terdapat di sekitar Gunung Papen dengan arah relatif baratlaut-tenggara, berperan sebagai media keluarnya fluida panas menuju ke permukaan. Fluida panas di Banda termasuk ke dalam tipe klorida, namun keberadaannya di pinggir laut disertai dengan kandungan klorida dan daya hantar listrik yang tinggi, mengindikasikan adanya pengaruh intrusi air laut. Hal tersebut didukung dengan data isotop yang berada di dekat Standart Mean Oceanic Water (SMOW) dan titik air laut. Sistem panas bumi di Banda diperkirakan tergolong dalam sistem panas bumi temperatur tinggi, hal ini terlihat dengan terdapatnya manifestasi fumarol dengan temperatur 93,4oC dan tatanan geologi yang berada di daerah vulkanik aktif. Indikasi temperatur tinggi tersebut didukung juga oleh komposisi gas yang terdiri dari gas CO2, H2S, dan HCl. Adanya kandungan H2 yang cukup tinggi semakin memperkuat indikasi temperatur tinggi di bawah permukaan. Manifestasi fumarol di puncak Gunung Api Banda merupakan upflow dari sistem panas bumi Banda, sedangkan aliran lateral outflow berada di sebelah timurlaut daerah penyelidikan yaitu air panas di Pulau Neira dan ke arah selatan yaitu air panas di Pulau Banda Api. Hasil perhitungan geotermometer gas, diperoleh temperatur fluida panas bumi Banda Neira sekitar 2600C yang termasuk dalam entalpi tinggi. Sebaran area prospek panas bumi dalam sistem panas bumi Banda
berdasarkan hasil survei metode geologi dan geokimia terdapat di sebelah timurlaut lereng Gunung Api (Gambar 9). Dengan asumsi bahwa luas prospek 2 km2, temperatur reservoir diperkirakan sebesar 260 oC dan daya per satuan luas sebesar 15 MWe/km2, diperoleh potensi panas bumi daerah Banda sebesar 30 MWe pada kelas sumber daya spekulatif. KESIMPULAN Sistem panas bumi daerah Banda. diperkirakan berasosiasi dengan kegiatan vulkanisme Kuarter. Sumber panas pada daerah penyelidikan diduga berasal dari sisa panas tubuh-tubuh kerucut vulkanik muda Gunung Banda Api. Hasil perhitungan geotermometer gas menunjukkan bahwa Temperatur bawah permukaan pada sisitem panas bumi Banda Neira diperkirakan sekitar 2600C yang termasuk dalam entalpi tinggi. Manifestasi fumarol di puncak Gunung Api Banda merupakan upflow dari sistem panas bumi Banda, sedangkan aliran lateral outflow berada di sebelah timurlaut daerah penyelidikan yaitu air panas di Pulau Neira dan ke arah selatan yaitu air panas di Pulau Banda Api. Untuk mengkonfirmasi reservoir, batuan penudung dan model hidrologi yang terdapat di daerah Banda Neira diperlukan serangkaian penelitian yang lebih rinci. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu selama kegiatan survei berlangsung dan turut serta dalam membantu penyusunan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA Agustiyanto, D.A., Suparman,M., Partoyo, E dan Sukarna,D., (1994) : Peta Geologi Regional Lembar Moa, Damar, dan Bandanaira Maluku, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. Giggenbach, W.F.,1988. Geothermal Solute Equilibria. Derivation of Na-Mg-Ca Geoindicator. Geochemica Acta, 52.
Matahelemual. J., 1988. G.Banda Api Berita Berkala Vulkanologi, No.115 Direktorat Vulkanologi. Nicholson, Keith, 1993. Geothermal Fluids, Chemistry and Exploration Techniques, Springer Verlag Inc. van Bemmelen, R. W., 1949. The Geology of Indonesia, Vol. IA: General Geology of Indonesia and Adjacent Archipelagoes, The Hague, Martinus Nijhoff, vol. 1A, Netherlands
Batuan
Gambar 1. Peta Sebaran Manifestasi Wilayah Kepulauan Banda, Maluku
Peta
Gambar 2. Peta Geologi Regional Wilayah Kepulauan Banda, Maluku (Modifikasi dari Agustyanto,dkk.,1994)
Peta
Gambar 3. Peta Geologi Tinjau Daerah Panas Bumi Pulau Neira
Peta
Gambar 4. Peta Geologi Tinjau Daerah Panas Bumi Pulau Banda Api
Gambar 5. Diagram Segitiga Cl-SO4-HCO3
Gambar 6. Diagram Segitiga Na-K-Mg
Gambar 7. Diagram Segitiga Cl-Li-B
Gambar 8. Grafik Isotop δ18O Terhadap δ2H (Deuterium)
Peta Indeks
Gambar 9. Peta Areal Prospek Daerah Panas Bumi Banda Neira
// nikol
X nikol
Foto 1. Analisa Petrografi Pada Conto NR-32 Yang Menunjukkan Adanya Struktur Aliran
Foto 2. Analisa Petrografi Pada Conto BA-1 Yang Menunjukkan Adanya Tekstur Porfiritik Tabel 1. Hasil Analisis X-Ray Flourescence NO 1 2
METODE KODE SIO2 CONTO % BA-1 61.01 NR-26 61.84
AI2O3 % 14.5 18.93
Fe2O3 % 8.28 2.82
CaO % 7.68 3.65
SNI 7574-2010 MgO Na2O % % 2.71 3.77 7.03 2.82
K2O % 0.78 0.18
TIO2 % 1.04 1.17
MnO % 0.22 0.21
ASTM C-25-2006 P2O5 SO3 % % 0.2 0 0.24 0.08
SNI 7574-2010 HD H2O % % 0.28 0.04 1.04 0.45
Tabel 2. Karakteristik Manifestasi Permukaan Daerah Panas Bumi Banda Neira, Maluku NO
MANIFES TASI PANAS BUMI
KOORDINAT (UTM) (mT)
(mU)
ELEVASI (mdpl)
SUHU UDARA
SUHU AIR
DEBIT
(°C)
(°C)
(lt/dtk)
DHL pH
KETERANGAN (µS/cm)
1
Air Panas Banda 1
599405
9501244
11
30,2
52,4
-
-
-
2
Air Panas Banda 2
596974
9498928
25
31,1
47,4
0,01
5,89
<20.000
3
Fumarola
597777
9500004
607
24,3
93,4
-
-
-
Terletak di Pulau Neira, berada di pinggir laut tertutup air laut. Conto air panas tidak dapat di ambil. Terletak di Pulau Bandaapi, berada di pinggir laut tertutup air laut. Conto air panas dapat di ambil apabila air surut, warna keruh dan berasa asin. Terletak di kawah puncak Gunung Api Banda, hembusan lemah, tidak berbau dan tidak ada endapan belerang.
Tabel 3. Hasil Analisis Kimia Air Daerah Panas Bumi Banda Neira, Maluku KODE CONTO AP BANDA 2 AD BANDA AL BANDA
pH
DHL
SiO2
B
Al3+
Fe3+
Ca2+
Mg2+
Na+
(µS/cm)
K+
Li+
NH4+
F-
Cl-
SO42-
HCO3
( mg/L)
ion balance (%)
6.80
36000
82.07
4.47
0.04
0.12
384.27
837.28
7483
325.50
0.33
0.50
0.00
13086.97
313.03
138.63
5.50
7.45
347
44.54
0.28
0.01
0.02
36.29
4.53
22.99
3.70
0.02
1.90
0.12
25.90
25.56
145.53
-3.69
6.92
45700
23.50
4.25
0.05
0.19
365.50
1058
10230
405.10
0.16
2.80
0.00
17089.90
1620.91
121.70
3.98
Tabel 4. Hasil Analisis Kimia Gas Daerah Panas Bumi Banda Neira, Maluku PB-15 (%mol)
He H2 O2 Ar N2 CH4 CO CO2 SO2 H2S HCl NH3 H2O Total:
water base 2.95E-08 3.52E-04 tt 6.68E-06 9.68E-04 tt tt 0.14 na tt 0.01 0.00 99.85 100
dry base 2.01E-05 0.24 tt 4.54E-03 0.66 tt tt 95.59 na tt 3.45 0.05 100
PB-14 (%mol) water base 1.06E-08 4.49E-04 tt 3.30E-06 1.68E-04 tt tt 0.13 na 0.04 0.01 5.31E-05 99.81 100
dry base 5.71E-06 0.24 tt 1.77E-03 0.09 tt tt 71.96 na 24.04 3.64 0.03 100
PB-6 (%mol) water base tt tt tt 9.96E-06 2.01E-03 tt tt 0.14 na 0.04 0.01 1.06E-04 99.81 100
dry base tt tt tt 0.01 1.07 tt tt 76.20 na 19.50 3.17 0.06 100
