POTENSI PANAS BUMI BERDASARKAN METODA GEOKIMIA DAERAH KAMPALA, KABUPATEN SINJAI, PROVINSI SULAWESI SELATAN
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi Sarjana Strata Satu (S-1) di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Oleh Meirina Elvihani NIM: 12004017
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
LEMBAR PENGESAHAN POTENSI PANAS BUMI BERDASARKAN METODA GEOKIMIA DAERAH KAMPALA, KABUPATEN SINJAI, PROVINSI SULAWESI SELATAN
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi Sarjana Strata Satu (S-1) di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Mengajukan, Penulis
Meirina Elvihani NIM: 12004017
Menyetujui, Pembimbing
Ir. Niniek Rina Herdianita, M.Sc. NIP: 131990813
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
ABSTRAK Daerah panas bumi Kampala berada pada koordinat 5°06'52" - 5°12'52" LS dan 120°10'37"- 120°16'00" BT dengan luas sekitar 110 km2 dan termasuk dalam Provinsi Sulawesi Selatan. Berdasarkan peta geologi (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 a), daerah penelitian terdiri dari 3 satuan batuan, yaitu Formasi Walanae (Miosen Akhir Pliosen Awal), Intrusi Basal (Miosen Akhir - Pliosen Akhir), dan Aluvial Sungai (Holosen – Resen). Menurut Yuwono et al. (1985), intrusi basal di daerah penelitian berumur Miosen Akhir dan Pleistosen. Pada daerah penelitian terdapat 4 sesar normal, yaitu Sesar Kalamisu berarah NW-SE, Sesar Kampala berarah NE-SW, Sesar Pangesoran berarah NESW, dan Sesar Panggo berarah NE-SW. Sesar-sesar tersebut mengontrol manifestasi permukaan yang ada. Berdasarkan survei geofisika (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b) yang meliputi metoda gravitasi dan resistivitas, diduga keberadaan sumber panas berasal dari sisa magma pembentuk intrusi basal berumur Pleistosen. Batuan reservoir diduga berupa batupasir Formasi Walanae dan retas-retas basal yang tersesarkan. Batuan penudung berupa batulempung Formasi Walanae dan batuan ubahan (zona argilik) yang didominasi mineral lempung smektit, kaolinit, haloisit. Manifestasi panas bumi muncul di permukaan sebagai mata air panas Kampala, Pangesoran, dan Panggo. Semua mata air panas ini bertipe klorida. Mata air panas Pangesoran dan Panggo diduga merupakan upflow sedangkan mata air panas Kampala diduga merupakan outflow. Hilang panas alamiah pada daerah penelitian sekitar 167,4 kW. Temperatur reservoir daerah panas bumi Kampala berkisar 110 - 125°C berdasarkan geotermometer K-Na (Giggenbach, 1988). Sistem panas bumi daerah Kampala tergolong sistem panas bumi bertemperatur
rendah
(
125°C)
yang
berasosiasi
dengan
aktivitas
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
i
volkanomagmatik.
ABSTRACT Kampala geothermal area is located in latitude 5°06'52" - 5°12'52" S and longitude 120°10'37"- 120°16'00" E, i.e. about 110 km2. The area is belong to South Sulawesi Province. Based on the geology map (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 a), the research area consists of 3 lithologies, i.e. Walanae Formation (Late Miocene Early Pliocene), Basalt Intrusion (Late Miocene - Late Pliocene), and River Alluvial (Holocene – Recent). According to Yuwono et al. (1985), basalt intrusion in this research area has Late Miocene and Pleistocene age. The research area has 4 normal faults, i.e. NW-SE trending Kalamisu Fault, NE-SW trending Kampala Fault, NE-SW trending Pangesoran Fault, and NE-SW trending Panggo Fault. These normal faults seem to control the existing of surface manifestations. Geophysics method (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b) used in this study consists of gravity and resistivity methods. It indicates, that the heat source comes from magma remaining which form basalt intrusion, the reservoir rock is fractured sandstone of Walanae Formation and fractured basalt dykes, and the cap rock is claystone of Walanae Formation and argillic alteration rocks dominated by clay minerals of smectite, kaolinite, halloysite. Surface manifestation of Kampala includes 3 hot springs appearing in Kampala, Pangesoran, and Panggo. These 3 hot fluids are chloride type. Pangesoran and Panggo hot springs seem to be uplow zone, whereas Kampala hot springs seem to be outflow zone. The natural heat loss in this research area is about 167,4 kW. The reservoir temperature of Kampala geothermal area is about 110 - 125°C, calculated from K-Na geothermometer (Giggenbach, 1988). Geothermal system in Kampala is classified into low temperature system ( 125°C ) associated with volcanomagmatic activity.
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
ii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir yang berjudul “Potensi Panas Bumi Berdasarkan Metoda Geokimia Daerah Kampala, Kabupaten Sinjai, Provinsi Sulawesi Selatan” ini dilaksanakan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Untuk ibu..trimakasih telah membimbing dan mendidik penulis hingga lulus seperti sekarang ini. Untuk mbak Anis dan mbak Fifi..trimakasih telah menjadi kakak-kakak yang sayang terhadap adiknya dan menjadi contoh yang baik untuk adiknya. Untuk mas Yudha dan mas Yahya (kakak ipar dan calon kakak iparku) hehe trimakasih atas dukungan dan doanya yaaa.. 2. Ibu Ir. Niniek Rina Herdianita, M.Sc. atas bimbingan, diskusi, dan segala dukungan yang diberikan. Juga kepada seluruh dosen, karyawan, dan staf di lingkungan Program Studi Teknik Geologi ITB, baik yang secara langsung maupun tidak langsung telah mendidik penulis selama menempuh pendidikan di Program Studi Teknik Geologi. 3. Pak Andri Eko Ari Wibowo dan seluruh staf Pusat Sumber Daya Geologi atas bimbingan yang telah diberikan. 4. Fanny, sahabat sejak SMA sampe sekarang yang memberikan semangat dan doanya selama penulis mengerjakan TA. 5. Lia, sahabat yang setia mendengarkan keluh kesahku tentang apapun, thanx ya li waktu mw sidang udah ditenangin, makasih juga doanya. 6. Jaka, makasih atas dukungan, doa, dan tutorial cara pengerjaan petanya, walopun disertai dengan “sedikit omelan”..hehe piss 7. Rico, Fredy, dan Indah teman satu bimbingan..makasih atas diskusi dan bantuannya selama ini..Thanx a lot yaa
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
iii
8. Yudha R.S., Ridwan dan Dendy ’03 makasih ya atas dukungannya ke penulis beberapa saat mau sidang. 9. Tiche dan Tuti temen SMA-ku,,makasih ya atas doanya..tetep keep in touch ya. 10. Ditha, makasih ya dit atas bantuannya tiap aku ke kosanmu. 11. Jembling, thanx yo mbling referensinya. 12. Lina ’03..makasih ya atas semangatnya selama aku di geokim. 13. Vivi,,makasih yaaa atas tebengan printernya. 14. Yula,Tata, Dian, Dini, Ambar, Dea..makasih ya atas supportnya selama ini. 15. Teman-teman seangkatan di Teknik Geologi 2004, dan seluruh teman-teman di HMTG GEA ITB, terima kasih atas diskusi, masukan, dan dukungannya. 16. Ibu-ibu kantin bawah prodi teknik geologi,,makasih ya kopinya yang dibuat untuk penulis beberapa jam sebelum sidang. 17. Semua pihak yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 18. Every man who ever crossed in my heart wkwkwkwk,,thanx atas segala cerita yang pernah dilewati walopun ada yang sangaaat menyebalkan tapi tak apalah,,semua itu bagian dari hidup. 19. The last but the most important..Thanx dad 4 every your love which you gave to me..I really miss you..Love you dad! Penulis menyadari bahwa dalam tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis terbuka terhadap segala kritik dan saran yang hendak disampaikan demi perbaikan di masa depan.
Bandung, Juni 2009
Meirina Elvihani NIM: 12004017
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
iv
DAFTAR ISI ABSTRAK .........................................................................................................i ABSTRACT.......................................................................................................ii KATA PENGANTAR.......................................................................................iii DAFTAR ISI......................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR.........................................................................................vii DAFTAR TABEL .............................................................................................ix BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................1 1.1
Latar Belakang ........................................................................................1
1.2
Maksud dan Tujuan.................................................................................1
1.3
Metoda dan Tahapan Penelitian..............................................................1
1.4
Metoda Geologi ......................................................................................2
1.5
Metoda Geokimia....................................................................................2 1.5.1
Kimia Manifestasi Air Panas ......................................................3 1.5.1.1 Sifat Kimia ....................................................................3 1.5.1.2 Tipe Fluida Reservoir ...................................................3 1.5.1.3 Reservoir dan Asal Air Panas .......................................5 1.5.1.4 Temperatur Reservoir ...................................................5
1.5.2 1.6
Kimia Tanah dan Udara Tanah ...................................................6
Metoda Geofisika....................................................................................6 1.6.1
Gravitasi (Gaya Berat) ................................................................7
1.6.2
Resistivitas (Tahanan Jenis)........................................................7
BAB 2 TATANAN GEOLOGI ........................................................................8 2.1
Tatanan Tektonik ....................................................................................8
2.2
Stratigrafi ...............................................................................................10
2.3
Struktur Geologi......................................................................................13
2.4
Manifestasi Permukaan...........................................................................15 2.4.1
Mata Air Panas............................................................................15
2.4.2
Batuan Ubahan (alteration rock) ................................................16
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
v
BAB 3 PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA...............................18 3.1
Data Geokimia ........................................................................................18 3.1.1
Kimia Air Panas..........................................................................18 3.1.1.1 Kesetimbangan Ion .......................................................18 3.1.1.2 Sifat Kimia ....................................................................23 3.1.1.3 Tipe Fluida Reservoir ...................................................28 3.1.1.4 Reservoir dan Asal Air Panas .......................................29 3.1.1.5 Temperatur Reservoir ...................................................30
3.1.2
Kimia Tanah dan CO2 Udara Tanah ..............................................32 3.1.2.1 Sebaran Temperatur Tanah ...........................................32 3.1.2.2 Sebaran pH....................................................................33 3.1.2.3 Sebaran CO2 ..................................................................33 3.1.2.4 Sebaran Hg....................................................................33
3.2
3.3
Data Geofisika ........................................................................................39 3.2.1
Gravitasi (Gaya Berat) ................................................................39
3.2.2
Resistivitas (Tahanan Jenis)........................................................40
Data Geologi ...........................................................................................47
BAB 4 PENENTUAN POTENSI PANAS BUMI...........................................48 4.1
Hilang Panas Alamiah.............................................................................48
4.2
Fluida Reservoir Panas Bumi..................................................................49
4.3
Pola Aliran Air Panas..............................................................................49
4.4
Sistem Panas Bumi .................................................................................49 4.4.1
Zona Reservoir............................................................................50
4.4.2
Zona Penudung ...........................................................................50
4.4.3
Sumber Panas..............................................................................50
BAB 5 KESIMPULAN .....................................................................................53 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A
- Perhitungan % Cl – SO4 – HCO3 - Perhitungan % Cl – Li – B
LAMPIRAN B
- Perhitungan % K – Na – Mg - Perhitungan Geotermometer K-Na
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
vi
LAMPIRAN C
- Perhitungan Geotermometer K-Mg - Perhitungan Geotermometer Na-K-Ca
LAMPIRAN D
- Perhitungan Geotermometer Kuarsa - Perhitungan Geotermometer Kalsedon
LAMPIRAN E
- Perhitungan Harga Ambang Menggunakan Metoda Statistik
LAMPIRAN F
- Perhitungan Harga Ambang Menggunakan Metoda Kurva S ( Sinclair, 1974 op.cit. Rose et al., 1979)
LAMPIRAN G
- Perhitungan Metoda Kurva S (% CO2)
LAMPIRAN H
- Perhitungan Metoda Kurva S (ppb Hg)
LAMPIRAN I
- Kurva S (% CO2)
LAMPIRAN J
- Kurva S (ppb Hg)
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Diagram Penelitian................................................................................. 2 Gambar 2.1 Lokasi Penelitian Potensi Panas Bumi Daerah Kampala ....................... 8 Gambar 2.2 Tatanan Tektonik Sulawesi (Darman dan Sidi, 2000).............................. 9 Gambar 2.3 Peta Geologi Daerah Kampala Lembar Ujung Pandang, Benteng, dan Sinjai, Sulawesi (Sukamto dan Supriatna, 1982).............................. 10 Gambar 2.4 Peta Geologi Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 a).................................................................................................... 11 Gambar 2.5 Elemen Struktur Utama Sulawesi (Darman dan Sidi, 2000) .................... 13 Gambar 2.6 Peta Manifestasi Permukaan Kampala................................................... 17 Gambar 3.1 Diagram Segitiga Cl, HCO3, SO4 ........................................................... 28 Gambar 3.2 Diagram Segitiga Cl/100-2Li-B/5.......................................................... 29 Gambar 3.3 Geotermometer K-Na-Mg ...................................................................... 31 Gambar 3.4 Peta Sebaran Temperatur Tanah Daerah Kampala ................................ 35 Gambar 3.5 Peta Sebaran pH Tanah Daerah Kampala .............................................. 36 Gambar 3.6 Peta Sebaran CO2 Udara Tanah Daerah Kampala ................................. 37 Gambar 3.7 Peta Sebaran Hg Tanah Daerah Kampala .............................................. 38 Gambar 3.8 Peta Anomali Gravitasi Sisa Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b)..................................................................................... 41 Gambar 3.9 Peta Resistivitas Semu AB/2 = 250 m Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b).............................................................. 42 Gambar 3.10 Peta Resistivitas Semu AB/2 = 500 m Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b).............................................................. 43 Gambar 3.11 Peta Resistivitas Semu AB/2 = 800 m Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b).............................................................. 44 Gambar 3.12 Peta Resistivitas Semu AB/2 = 1000 m Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b).............................................................. 45 Gambar 3.13 Penampang Resistivitas Semu Daerah Kampala (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b) ........................................................................... 46
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
viii
Gambar 4.1 Peta Kompilasi Daerah Panas Bumi Kampala ....................................... 51 Gambar 4.2 Model Tentatif Sistem Panas Bumi Kampala ........................................ 52
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Data Kimia Air Panas (Pusat Sumber Daya Geologi, 2007 b) ............... 20
Tabel 3.2
Data Kation Air Panas dalam meq .......................................................... 21
Tabel 3.3
Data Anion Air Panas dalam meq........................................................... 21
Tabel 3.4
Data Kesetimbangan Ion ......................................................................... 22
Tabel 3.5
Resume Perbandingan Unsur .................................................................. 22
Tabel 3.6
Geotermometer K-Na, K-Mg, dan Na-K-Ca........................................... 32
Tabel 3.7
Geotermometer Kuarsa Adiabatik, Kuarsa Konduktif, dan Kalsedon.... 32
Tabel 4.1
Hilang Panas Alamiah............................................................................. 48
Geologi dan Alterasi Permukaan Daerah Gunung Kromong dan Sekitarnya, Provinsi Jawa Barat
x
