PENYELIDIKAN GEOKIMIA PANAS BUMI DAERAH SIPOHOLON KABUPATEN TAPANULI UTARA-SUMATERA UTARA Oleh : Nuryasin Ardiwinata, Setiawan, Asngari, Entik Supardjo, Sutisna Kurniawan SUBDIT PANAS BUMI
SARI Daerah panas bumi Sipoholon – Tarutung secara administratif berada di wilayah Kecamatan Sipoholon dan Tarutung, Kabupaten Tapanuli Utara, Propinsi Sumatera Utara, pada posisi geografis antara 98o 54’ 00’’ - 99o 01’ 30” BT dan 1o 56’ 30” – 2o 06’ 00” LU. Luas daerah yang dilakukan penyelidikan berkisar 16 x 16 km2, dengan posisi geografis antara 1o 56’ 00” - 2o 06’ 00’’ lintang utara dan 98o 54’ 00”– 99o 01’30” bujur timur atau 488.000 mT -504.000 mT dan 215.600 mU – 232.100 mU pada sistem UTM zone 47, belahan bumi utara. Manifestasi Panasbumi daerah SipoholonTarutung berupa pemunculan mata air panas dengan temperatur antara 39.2 - 64.2 °C, debit 0.05 ltr/detik sampai 25 ltr/detik dan pH netral rata rata 6.43 , alterasi, sinter karbonat dan hembusan gas dengan komposisi H2S, CO2 dan CO. Mata air panas daerah Sipoholon-Tarutung terbagi tiga kelompok yaitu tipe Khlorida (air panas RiaRia dan Tapianauli), tipe karbonat (air panas Simamora, Saitnihuta dan Sitompul), tipe sulfat (air panas Hutabarat dan Panabungan). Air panas Ria-Ria dan Penabungan, menunjukkan indikasi telah terjadinya interaksi fluida panas dengan batuan sebelum muncul ke permukaan berupa mata air panas. Sedangkan mata air panas Tapianauli, Simamora, Lehu dan air dingin Sidari terletak pada garis meteoric water line, sebagai indikasi air permukaan. Perkiraan temperatur bawah permukaan dengan menggunakan persamaan geotermometer diperoleh kisaran temperatur antara 142 - 230° C. Hasil perhitungan temperature berdasarkan Geotermometer gas dengan rumus Nehring & D’Amore diperoleh temperatur = 189 °C. Kandungan Hg tinggi terdapat berupa kantung-kantung di sekitar Sipoholon, Hutatonga, Dolok Sitare, Ugan dan Saitnihuta. pH tanah di daerah penyelidikan sebagian besar normal dan sebagian kecil
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
bersifat basa dengan nilai berkisar antara 4.20 7.80. Kandungan CO2 tinggi terdapat berupa kantung-kantung kecil di Hutabarat, Dolok Sitare dan Sitompul. Dengan daerah prospek seluas kurang lebih 12 km2. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penyelidikan Panas bumi sebagai salah satu energi alternatif yang memiliki banyak kelebihan untuk dikembangkan. Selain cadangan yang sangat besar di Indonesia panas bumi merupakan energi yang ramah lingkungan dan relatif murah untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik. Apalagi bagi daerah yang memiliki keterbatasan sarana dalam pemenuhan kebutuhan energi listrik. Daerah Tarutung dan Sipoholon berdasarkan manifestasi panas buminya merupakan daerah yang cukup kaya akan sumberdaya panas bumi. Tetapi sampai saat ini energi tersebut belum dimanfaatkan secara maksimal terbukti bahwa potensi panas bumi daerah ini baru digunakan untuk obyek wisata pemandian air panas. Mengacu pada Instruksi Presiden tentang penggunaan energi panas bumi untuk pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia, maka daerah ini dapat menjadi salah satu pemasok energi yang cukup besar bila sudah dieksploitasi dan dimanfaatkan. 1.2 Maksud dan Tujuan Penyelidikan tahap rinci dengan metode geokimia oleh Direktorat Inventarisasi Sumber Daya Mineral di daerah panas bumi Sipaholon merupakan realisasi dari program kerja Sub Direktorat Panas Bumi, Direktorat Inventarisasi Sumber Daya Mineral tahun anggaran 2005. Tujuan kegiatan penyelidikan ini adalah untuk mengetahui potensi panas bumi di daerah ini dengan disiplin ilmu geokimia. 1.3 Ruang Lingkup
8-1
Metoda penyelidikan di lapangan meliputi pengamatan langsung terhadap kondisi kenampakan panas bumi seperti mata airpanas, air rembesan, fumarola, tanah panas serta mencatat/mengukur sifat fisik diantaranya luas daerah manifestasi, temperatur udara dan airpanas, pH, debit, kondisi geologi sekitar manifestasi, dokumentasi foto serta memploting data ke dalam peta dasar. 1.4 Letak/posisi Daerah Penyelidikan Daerah penyelidikan geologi berlokasi di wilayah desa Habinsaran, kecamatan Sipoholon yang jaraknya ± 8 Km di sebelah utara Kota Tarutung. Pada penyelidikan ini lebih diarahkan pada daerah pemunculan manifestasi panas bumi Ria-Ria, Hutabarat dan Tapian Nauli. yang secara administratif berada di dalam 2 wilayah kecamatan yaitu Sipoholon dan Tarutung, Kabupaten Tapanuli Utara, Sumatera Utara. Luas daerah yang dilakukan penyelidikan berkisar 16 x 16 km2, dengan posisi geografis antara 1o 56’ 00” - 2o 06’ 00’’ lintang utara dan 98o 54’ 00”– 99o 01’30” bujur timur atau 488.000 mT -504.000 mT dan 215.600 mU – 232.100 mU pada sistem UTM zone 47. 1.5 Pencapaian Lokasi Daerah penyelidikan dapat dicapai dari Bandung dengan menggunakan pesawat udara Jakarta-Medan atau melalui jalan darat Bandung – Merak – Lampung - BukittinggiTarutung. Dari Tarutung ke lokasi kerja juga dapat dicapai dengan menggunakan kendaraan roda empat (4) melalui jalan raya lintas Sumatera hingga di desa Habinsaran Kecamatan Sipoholon. II. HASIL PENYELIDIKAN 2.1 Pengambilan sampel air Analisis kimia air lengkap dilakukan terhadap sampel dari mata air panas Ria-Ria (APSRI-1), mata air panas Tapianauli (APTPN), mata air panas sumur bor Simamora (APDSM), mata air panas Hutabarat (APHBT), mata air panas sumur bor Sait Nihuta (APSHT), mata air panas Ugan (APUGN), mata air panas Suitompul
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
(APSTPL), mata air panas Penabungan (APPBN) dan sampel air dingin sungai Tapianauli (ADSTPN) (Tabel 3-1). Mata air panas Ugan (APUGN), mata air panas Sitompul (APSTPL) dan mata air panas Penabungan (APPBN) diambil sebagai bahan penyelidikan inventarisasi panas bumi. Ketiga air panas tersebut berada di luar daerah penyelidikan. 2.2 Karakteristik kimia dan tipe air panas Hasil analisis kimia air panas pada 8 lokasi antara lain sebagai berikut: Dalam diagram segitiga Cl - SO4 - HCO3 Giggenbach (1988), tampak bahwa mata air panas Ria-Ria (APSRI-1) dan Tapianauli (APSTPN), termasuk kedalam tipe air panas khlorida, sedangkan mata air panas Simamora, Sait Nihuta, Ugan dan Sitompul termasuk ke dalam tipe air panas bikarbonat, mata air panas Hutabarat dan Penabungan termasuk ke dalam tipe air panas sulfat (Gambar 3-8). Pada hasil ploting unsur kimia Na/1000 - K/100 - √Mg, terlihat bahwa semua mata air panas yang tercantum di atas berada pada bidang √Mg, yang termasuk pada immature water, hal ini memberikan indikasi bahwa manifestasi yang muncul ke permukaan didominasi oleh air permukaan (Gambar 3-9). Konsentrasi Isotop 18O dan 2H (D) dari lima contoh air panas (Ap. TPN5, Ap. Siria, Ap. Simamora, Ap. Lehu, dan Ap. Penabungan) serta satu contoh air dingin (Ad. Sidari), analisisnya menggunakan metode spektrometri massa, dilakukan di Laboratorium Kimia Badan Tenaga Nuklir Nasional , Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop Dan Radiasi (PPPTIR), Jl. Cinere Pasar Jum’at , Jakarta. Hasil analisis tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi 18O dan D dinyatakan dalam satuan o/oo =per mil. Nilai δ18O berkisar –9,26 sampai –8,19 o/oo sedangkan nilai δD berkisar –66,48 sampai –57,61 o/oo. Posisi contoh air panas Siria dan Penabungan, terletak pada posisi sebelah kanan dari garis meteoric water line (18O shift), merupakan indikasi telah terjadinya pengkayaan oksigen 18 dari contoh air panas tersebut, akibat
8-2
Gambar 3-8. Segitiga Cl-SO4-HCO3
Gambar 3-9. Segitiga Na-K-Mg Sedangkan mata air panas TPN5, Simamora, Lehu dan air dingin Sidari terletak pada garis meteoric water line, sebagai indikasi air permukaan. 2.3 Pendugaan Suhu Bawah Permukaan Geotermometer tergantung pada keseimbangan antara mineral batuan dan cairan yang dipengaruhi oleh suhu dan lingkungan keberadaannya. Air panas tipe klorida dengan pH netral merupakan tipe yang paling cocok untuk metode penghitungan geotermometri, dan perkiraan suhu bawah permukaan dihitung
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
berdasarkan unsur- unsur kimia dalam air panas daerah tersebut.
terlarut
Hasil penghitungan dengan menggunakan rumus-rumus geotermometri , pendugaan temperatur bawah permukaan minimum adalah geothermometer SiO2 (adiabatic cooling) dan maximum Na/K Giggenbach, 1988 yang menunjukkan kisaran temperatur antara 142° C – 230° C (lihat Table 3-2), untuk air panas tipe Khlorida Ria-Ria (APSRI-1). 2.4 Hasil Analisis Tanah dan Udara Tanah
8-3
Sungai
Jalan
Kontur Elevasi
Gas
Air panas
Air dingin
Titik pengambilan sampel
Kontur Sebaran CO2 (%)
% CO2
4 3.2 1.6
200
A-1000
0.8
500000 492000
Geotermometer Gas mengacu kepada Nehring dan D’Amore diaplikasikan terhadap fumarola APSRI yang bertemperatur 65 °C dalam kondisi netral dengan komposisi gas yang terdeteksi diantaranya CO2, H2S, N2, O2 dan NH3. Konsentrasi gas dari fumarola APSRI (Riaria) telah terdeteksi dengan cukup signifikan dari senyawa CO2 (88,85 %), H2S (0,76 %), N2 (8,68 %), (O2 + Ar) (1,91 %) dan NH3 (0,004 %). Dengan menggunakan formula geotermometer Gas dari Nehring dan D,
8-4
216000
218000
490000
Pancurbatu
220000
222000
224000
498000 496000 494000
partuahan Perbuub 1
Tobak pandarian
226000
Gb.3-10 Peta sebaran CO2
2.5 Hasil Analisis Gas
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
Siandor - andor
D .sitonde
Lumban Dolok Lumban Toruan Purbatua Panggugan
DK. MARTIMBANG
APUGN
Tapianuli
Janji Matogu Parhombuan pansur Napitu Lumbna Baringin Pansur Napitu Tonga Lumban
502000
0
Lamandang Lumban Rang Lumban Jati Hutarangit Lumban olop-olopPeatolong 2 Peanahucus Huta Bonsipaliari Aek Sipolas Siualompu Sinatnat Lumban Tonga APHBT Pardarian Peanajaga Haidupan Simotung Sisanggu Partali Julu DL. SITARE-TARE Silangit Parbaju Julu Lumbas Rao Sumber Parbaju Huta TongaSihombing Aek Situmandi BT. TUNJUL Huta Baginda TARUTUNG Huta Soit Simorangkir APSHT DK. SIBORBORON DL. SI BORBORAN Huta Uruk Mesjid Pancurnapitu Sitaka Sipurba Sihobuk APSDPBU Lumban Gotat Panggabean Lapogambiri Hutagalung Lumban Rihit Lumban Batu Hutagodang Sangkaran Tangga Sitompul APSTPL Batuboolun Taga Hambing Nagodang Lumban Rau Lumban Ratus APANS APPBU Pansur Godong Tingka tingka Simarlai-lai Bona Bona Batubara Ugan Janji Bilang Perbubu 2
Siarangarang
GAYABARU TARUTUNG Nagatimbul Lumban Tolong Lumban olop-olop
Aek Nasia
Lumban Gaol
Simanungkalit Lumban Soit
Huta Uruk Perjulu
Situmeang 1
Sipoholon Situmeang 2 Pintu bosi
Lumban Rang
APDSDR
SIBADAK Hutatongga APDTPN
APSRI 2
ADSTPN 6
Bianiate
APSRI 1 Gonting Sipohongot
Gonting 2
Gonting 2
Aek Unsim
APPBN
0
250
Keterangan
500
U
750
2.4
1000 meter
PETA DISTRIBUSI CO2 DAERAH PANAS BUMI SIPOHOLON,TARUTUNG KAB. TAPANULI UTARA SIPOHOLON
DK. PALANGKA GADING
228000
Kandungan unsur Hg tanah antara : 3 – 1121 ppb, dengan nilai back ground value 389 ppb, dan treshold value 598 ppb, sehingga nilai yang berada diatas nilai background dan threshold merupakan indikasi adanya anomali didaerah prnyelidikan. Kandungan Hg tinggi terdapat berupa paket-paket di sekitar Sipoholon, Hutatonga, Dolok Sitare, Ugan dan Sait Nihuta.
230000
Sampel tanah dan udara tanah daerah penyelidikan yang diambil pada kedalaman kurang lebih 1 meter memperlihatkan hasil berikut ini. Kandungan CO2 dalam udara tanah di daerah ini berkisar antara 0.07 – 4.05 %, berdasarkan nilai background 1.27 % dan nilai treshold 1.86 %. Kandungan CO2 tinggi terdapat di sekitar Hutabarat, Dolok Sitare dan Sitompul. d. Sebaran Hg
bawah
T (°C) = 189 °C.
Silangkitang DL. SILANGKITANG
c. Sebaran CO2
suhu
T (°C) = 194.3 + 56.44 log 0.78 + 1/6 log 88.85
Lumband Arung
b. Sebaran pH Hasil pengukuran pH di daerah penyelidikan panas bumi Sipoholon – Tarutung ini memperlihatkan bahwa sebagian besar lokasi mempunyai pH normal < 7.5. Anomali pH > 7.5 lebih terkonsentrasi di sekitar air panas Ria-Ria dan Hutatonga di bagian utara serta Dolok Sitare dan Ugan di bagian selatan daerah penyelidikan.
diperoleh
T (°C ) = 194.3 + 56.44 log H2S + 1/6 log CO2
Tadadata
Temperatur udara tanah yang diukur pada kedalaman zona B berkisar antara 21 - 29°C dengan temperatur >27°C terkonsentrasi di sekitar mata air panas Ria-Ria dan mata air panas Hutabarat. Lokasi lain dijumpai nilai temperatur yang lebih rendah, hal ini diduga berkaitan dengan zona lemah yang terdapat pada kedua mata air tersebut lebih bersifat permeabel. Lihat Gambar 3-10.
Amore, 1981 permukaan :
232000
a. Sebaran Temperatur Udara Tanah
Sungai
Jalan
Kontur Elevasi
Air dingin
Gas
Air panas
Hasil perhitungan temperature berdasarkan Geothermometri gas dengan rumus Nehring & D’Amore diperoleh temperatur = 189 °C.
e.
Kandungan unsur Hg tanah antara : 3 – 1121 ppb, dengan nilai background 389 ppb, dan nilai treshold 598 ppb, sehingga nilai ppb yang berada diatas nilai background dan threshold merupakan indikasi adanya anomali di daerah prnyelidikan. pH tanah di daerah penyelidikan sebagian besar normal dan sebagian kecil bersifat basa dengan nilai berkisar antara 4.20 - 7.80.
f.
Kandungan CO2 dalam udara tanah berkisar antara : 0.07- 4.05 (%), nilai background 1.27%. treshold value 1.86%. Kandungan CO2 tinggi terdapat berupa kantung-kantung kecil di Hutabarat, Dolok Sitare dan Sitompul.
500000
RK-3
498000
Pansur Napitu
pansur Napitu
Lumban Toruan
Lumbna Baringin Lumban Tonga
Lumban Dolok
Simarlai-lai Bona Bona
Janji Bilang
Tingka tingka
Lumban Rau
Janji Matogu
Tangga
Ugan
Tapianuli
Hutagodang
Perbubu 2
APPBU
Perbuub 1
492000
Batubara
Batuboolun
DL. SI BORBORAN BT. TUNJUL
DK. SIBORBORON
Pardarian
E-0
494000
APANS
RAPUGN
APUGN
496000
Lumban Batu
RK-7
Mesjid
Lumban Gotat
APSDPBU
Sihobuk RAPSDPB Sitaka
Lapogambiri
APSHT
Parhombuan
Pansur Godong
Taga Hambing
Lumban Ratus
Sitompul
Sangkaran
Lumban Rihit
Pancurnapitu Sipurba
Panggabean
Hutagalung
Huta Uruk
Simorangkir
Huta Sihombing
Parbaju Julu Lumbas Rao
Huta Soit
Parbaju Tonga
RK-5
Huta Baginda
RAPSHT
Sumber Aek Situmandi
TARUTUNG
Silangit
Nagodang
APSTPL
0 APHBT
Sisanggu Simotung
Lumban Tonga
Haidupan
Sinatnat
Peanajaga
Siualompu
Huta Bonsipaliari
G-1000
RK-1
G-5000 G-4050
Peanahucus G-3000 G-2000
DL. SITARE-TARE
Aek Sipolas
G-5900 Lumban olop-olop 2
F-7000 F-5050
Lumban Tolong
Lumban Rang Lumban Jati
Lamandang
F-4000
Nagatimbul Lumban Soit
E-1000
Tobak pandarian
F-1950
F-2950
Lumban olop-olop
E-5000 E-4000 E-3050 D-500
E-2000
Simanungkalit
Lumban Gaol
D-1500
Hutarangit
GAYABARU TARUTUNG
F-6000
E-7000
Aek Nasia
E-6000
D-6500 D-5500
Huta Uruk Perjulu
Situmeang 2
Situmeang 1
Sipoholon
D-3500 D-2500 D-4500
3. PEMBAHASAN Hasil pendugaan temperatur bawah permu kaan (reservoir) dengan geothermomemeter SiO2 adiabatic cooling dan maximum Na/K Giggenbach, 1988 yang menunjukkan kisaran temperatur antara 142 – 230 °C. Berdasarkan analisis gas didapatkan nilai temperatur sebesar 189 °C dari sampel gas di manifestasi panas bumi Ria-ria. 4. SIMPULAN DAN SARAN 4.1 SIMPULAN Hasil Penyelidikan Geokimia Panas Bumi di daerah Sipoholon meliputi : Mata air panas daerah SipoholonTarutung berupa pemunculan mata air panas dengan temperatur antara 39.2 64.2 °C, debit 0.05 ltr/detik sampai 25 ltr/detik dan pH netral rata rata 6.43 , alterasi, sinter karbonat dan hembusan gas dengan komposisi H2S, CO2 dan CO.
b.
Mata air panas daerah SipoholonTarutung terbagi tiga kelompok yaitu tipe Khlorida (air panas Ria-Ria dan Tapianauli), tipe karbonat (air panas Simamora, Saitnihuta dan Sitompul), tipe sulfat (air panas Hutabarat dan Panabungan).
c.
Perkiraan temperatur bawah permukaan dengan menggunakan persamaan
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
217500
219500
221500
223500
225500
Lumban Rang
C-2000
C-1000
APDSDR
C-4000
Pintu bosiC-3000
B-1550 B-500
C-150
227500
C-5000 Gonting 2
B-2500
229500
Partali Julu
Siarangarang
Peatolong
APPBN
Aek Unsim
SIBADAK
C-7000 B-6500
Hutatongga
C-6000
B-5500 B-4500
APDTPN
Gonting Sipohongot
APSRI 2 APSRI 1
Bianiate
B-3700
B-3250
RAPLH Gonting 2
Gb. 3-12 Peta sebaran Hg
a.
d.
A-1000
200
Kontur Sebaran Hg
Titik pengambilan sampel
150 300 450 600 750 900 1100
ppb
Keterangan :
0
250
500
U
750
1000 meter
PETA DISTRIBUSI Hg DAERAH PANAS BUMI SIPOHOLON ,TARUTUNG KAB. TAPANULI UTARA SIPOHOLON A-6000 A-5000 A-4000 A-3000
DL. SILANGKITANG
Silangkitang
A-2000
Tadadata
231500
geotermometer Silika (minimum) dan Giggenbach (TNa/K-G) (maksimum) diperoleh kisaran temperatur antara 142 - 230°C.
4.2 SARAN Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengembangan panas bumi daerah Sipoholon – Tarutung, Kabupaten Tapanuli Utara. a. Perlu dilanjutkan penyelidikan geokimia dengan memperluas daerah penyelidikan ke arah selatan, sehingga di dapat data yang lebih lengkap, b. Perlu dilanjutkan penyelidikan geokimia dengan memperluas daerah penyelidikan ke arah Sipahutar serta ke arah Siborong-borong, untuk mendapatkan data yang lebih lengkap di bagian utara, c. Daerah (Propinsi dan atau Kabupaten) perlu proaktif untuk pengembangan energi panas bumi ini agar secepatnya tersedia pasokan energi alternatif selain energi fosil (minyak tanah, solar). DAFTAR PUSTAKA 1. Fournier, R.O., 1981. Application of
Water Geochemistry Geothermal Exploration and Reser Engineering, “Geothermal System: Principles and Case Histories”. John Willey & Sons, New York. 2. Giggenbach, W.F., 1988. Geothermal Solute Equilibria Derivation of Na – K - Mg – Ca Equilibria Derivation of Na – K - Mg – Ca Geoindicators, Geochemica et Cosmochemica, Acta 52, 2749 – 2765.
8-5
Pemaparan Hasil Kegiatan Lapangan Subdit Panas Bumi 2005
8-6
