SKRIPSI
GEOLOGI DAERAH KAWAH SILERI DAN SEKITARNYA, KECAMATAN KEPAKISAN, SERTA MANIFESTASI PANASBUMI DATARAN TINGGI DIENG, KABUPATEN BANJARNEGARA-WONOSOBO JAWA TENGAH, INDONESIA
Diajukan sebagai syarat kelulusan tingkat Sarjana Strata Satu di Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung Diajukan oleh :
Yuris Ramadhan NIM. 120 05 024
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI GEOLOGI DAERAH KAWAH SILERI DAN SEKITARNYA, KECAMATAN KEPAKISAN, SERTA MANIFESTASI PANASBUMI DATARAN TINGGI DIENG, KABUPATEN BANJARNEGARA-WONOSOBO JAWA TENGAH, INDONESIA
Diajukan sebagai syarat kelulusan tingkat Sarjana Strata Satu di Program Studi Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung
Penulis, Yuris Ramadhan NIM. 120 05 024
Menyetujui, Pembimbing 1,
Pembimbing 2,
Ir. Niniek Rina Herdianita, M.Sc.
Dr. Ir. Prihadi Sumintadiredja
NIP. 131 990 813
NIP. 131 667 756 i
Sari Daerah penelitian secara geografis berada pada 7°11’00” - 7°14’00” LS dan 109°51’00” 109°54’30” BT, yaitu sekitar 26 km sebelah utara Wonosobo, mempunyai ketinggian sekitar 1800 – 2200 m dpl. Berdasarkan satuan geomorfologi van Zuidam (1985), daerah penelitian terdiri dari Satuan Geomorfologi Kerucut Volkanik, Kubah Lava, Dataran Volkanik, dan Perbukitan Volkanik. Stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi 5 satuan dari tua ke muda, yaitu Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun, Lava Andesit Gunung Nagasari, Lava Andesit Gunung Pagerkandang, Lava Andesit Gunung Merdada, Jatuhan Piroklastika Dieng. Struktur geologi yang terbentuk pada daerah penelitian berupa struktur kawah yang berada di Kawah Pagerkandang, Kawah Merdada dan Kawah Sikidang serta Sesar Turun Sileri, Sesar Turun Dolok dan Sesar Turun Kawahsikidang. Manifestasi yang ditemukan di daerah penelitian adalah mata air panas, fumarola dan kolam lumpur. Analisis dilakukan terhadap 6 sampel dari mata air panas. Tipe air panas dari daerah penelitian mempunyai tipe bikarbonat, sulfat, campuran klorida sulfat dan pelarutan bikarbonat. Daerah penelitian diduga mempunyai 4 reservoir yang berbeda. Temperatur reservoir berkisar antara 225 0C dan 290 0C.
Kata Kunci : panasbumi, Dieng, geologi manifestasi.
ii
Abstract Research area is located at 7°11’00” - 7°14’00” S and 109°51’00” - 109°54’30” E, approximately 26 km to the north of Wonosobo and lies at the altitude from 1800 - 2200 m asl. Geomorfology unit based on classification of van Zuidam (1985) the research area consists of Units of Volcanic Cone, Lava Dome, Volcanic Plan, and Volcanic Hills. Stratigraphy of the research area is divided into 5 units, which are from old to young, Pangamunamun Lava, Nagasari Lava, Pagerkandang Lava, Merdada Lava and Dieng Pyroclastic Fall. Geological structures occured in the research area are divided into 2 type of structure i.e. crater and faults. The crater structure is located in Pagerkandang, Merdada and Sikidang and the fault is located in Sileri, Dolok and Kawahsikidang, where all of them are normal faults. Manifestations found in the research area are hot springs, fumarol and mud pools. Chemical analysis carried out on 6 samples from hot springs indicated water type, reservoir and reservoir temperature. Type of hot water from the study area is bicarbonate, sulfate, mixing of sulfate and chloride, and dissolved bicarbonate. The study area has likely 4 different reservoir having temperature of between 225 0C and 290 0C
Keywords : geothermal system, Dieng, Geology, Manifestation.
iii
Kata Pengantar Bismillahirahmanirahim, Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayat-Nya serta anugerah-Nya, alhamdullilah karena kerja keras dan kesabaran penulis serta semua pihak yang telah membantu sehingga makalah tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Penulis telah melakukan penelitian dengan judul: “Geologi Daerah Kawah Sileri dan Sekitarnya, Kecamatan Kepakidan, Serta Manifestasi Panasbumi Dataran Tinggi Dieng, Kabupaten Banjarnegara – Wonosobo, Jawa Tengah, Indonesia”, sebagai tugas akhir dalam rangka memenuhi syarat kelulusan jenjang studi strata satu di Program Studi Geologi ITB. Topik ini dipilih penulis dengan kesadaran penuh dan sesuai dengan keinginan penulis dalam bidang studi yang ditekuni. Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Orang tua penulis beserta keluarga: ayah, ibu, serta kakak saya yang selalu mendukung saya kapanpun dan dimanapun. 2. Ir. Niniek Rina Herdianita dan Dr.Ir Prihadi Sumintediredja atas kesediaannya menjadi dosen pembimbing tugas akhir yang mengarahkan dan membimbing saya selama ini. 3. Pak Eddy Subroto, Pak Bambang Priadi, dan Pak Ari atas bantuannya selama penulis berada di Lab. Geokimia. 4. Pak Asnawir, Pak Yatno, Pa Andri, Pa Edy, serta semua dosen yang telah memberi sumbangan ilmu dan pengetahuannya. 5. Ima Andari Utami, atas perhatian dan kasih sayangnya, serta dukungan dan yang selalu mengingatkan penulis di waktu lupa. 6. Teman-teman geologi 2005, Kevin, Agung, Rizky, Gita, serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis baik materi maupun moral. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan sarannya untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi dunia akademik dan keilmuan geologi secara umum, serta bagi kita semua. Amin. Bandung, 23 Maret 2010
Yuris Ramadhan 120.05.024 iv
Sari Daerah penelitian secara geografis berada pada 7°11’00” - 7°14’00” LS dan 109°51’00” 109°54’30” BT, yaitu sekitar 26 km sebelah utara Wonosobo, mempunyai ketinggian sekitar 1800 – 2200 m dpl. Berdasarkan satuan geomorfologi van Zuidam (1985), daerah penelitian terdiri dari Satuan Geomorfologi Kerucut Volkanik, Kubah Lava, Dataran Volkanik, dan Perbukitan Volkanik. Stratigrafi daerah penelitian dibagi menjadi 5 satuan dari tua ke muda, yaitu Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun, Lava Andesit Gunung Nagasari, Lava Andesit Gunung Pagerkandang, Lava Andesit Gunung Merdada, Jatuhan Piroklastika Dieng. Struktur geologi yang terbentuk pada daerah penelitian berupa struktur kawah yang berada di Kawah Pagerkandang, Kawah Merdada dan Kawah Sikidang serta Sesar Turun Sileri, Sesar Turun Dolok dan Sesar Turun Kawahsikidang. Manifestasi yang ditemukan di daerah penelitian adalah mata air panas, fumarola dan kolam lumpur. Analisis dilakukan terhadap 6 sampel dari mata air panas. Tipe air panas dari daerah penelitian mempunyai tipe bikarbonat, sulfat, campuran klorida sulfat dan pelarutan bikarbonat. Daerah penelitian diduga mempunyai 4 reservoir yang berbeda. Temperatur reservoir berkisar antara 225 0C dan 290 0C.
Kata Kunci : panasbumi, Dieng, geologi manifestasi.
ii
Abstract Research area is located at 7°11’00” - 7°14’00” S and 109°51’00” - 109°54’30” E, approximately 26 km to the north of Wonosobo and lies at the altitude from 1800 - 2200 m asl. Geomorfology unit based on classification of van Zuidam (1985) the research area consists of Units of Volcanic Cone, Lava Dome, Volcanic Plan, and Volcanic Hills. Stratigraphy of the research area is divided into 5 units, which are from old to young, Pangamunamun Lava, Nagasari Lava, Pagerkandang Lava, Merdada Lava and Dieng Pyroclastic Fall. Geological structures occured in the research area are divided into 2 type of structure i.e. crater and faults. The crater structure is located in Pagerkandang, Merdada and Sikidang and the fault is located in Sileri, Dolok and Kawahsikidang, where all of them are normal faults. Manifestations found in the research area are hot springs, fumarol and mud pools. Chemical analysis carried out on 6 samples from hot springs indicated water type, reservoir and reservoir temperature. Type of hot water from the study area is bicarbonate, sulfate, mixing of sulfate and chloride, and dissolved bicarbonate. The study area has likely 4 different reservoir having temperature of between 225 0C and 290 0C
Keywords : geothermal system, Dieng, Geology, Manifestation.
iii
Kata Pengantar Bismillahirahmanirahim, Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayat-Nya serta anugerah-Nya, alhamdullilah karena kerja keras dan kesabaran penulis serta semua pihak yang telah membantu sehingga makalah tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Penulis telah melakukan penelitian dengan judul: “Geologi Daerah Kawah Sileri dan Sekitarnya, Kecamatan Kepakidan, Serta Manifestasi Panasbumi Dataran Tinggi Dieng, Kabupaten Banjarnegara – Wonosobo, Jawa Tengah, Indonesia”, sebagai tugas akhir dalam rangka memenuhi syarat kelulusan jenjang studi strata satu di Program Studi Geologi ITB. Topik ini dipilih penulis dengan kesadaran penuh dan sesuai dengan keinginan penulis dalam bidang studi yang ditekuni. Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Orang tua penulis beserta keluarga: ayah, ibu, serta kakak saya yang selalu mendukung saya kapanpun dan dimanapun. 2. Ir. Niniek Rina Herdianita dan Dr.Ir Prihadi Sumintediredja atas kesediaannya menjadi dosen pembimbing tugas akhir yang mengarahkan dan membimbing saya selama ini. 3. Pak Eddy Subroto, Pak Bambang Priadi, dan Pak Ari atas bantuannya selama penulis berada di Lab. Geokimia. 4. Pak Asnawir, Pak Yatno, Pa Andri, Pa Edy, serta semua dosen yang telah memberi sumbangan ilmu dan pengetahuannya. 5. Ima Andari Utami, atas perhatian dan kasih sayangnya, serta dukungan dan yang selalu mengingatkan penulis di waktu lupa. 6. Teman-teman geologi 2005, Kevin, Agung, Rizky, Gita, serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis baik materi maupun moral. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan sarannya untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi dunia akademik dan keilmuan geologi secara umum, serta bagi kita semua. Amin. Bandung, 23 Maret 2010
Yuris Ramadhan 120.05.024 iv
Daftar Isi
Lembar pengesahan .............................................................................................................. i Sari .......................................................................................................................................... ii abstract .................................................................................................................................. iii Kata pengantar ...................................................................................................................... iv Daftar isi ................................................................................................................................. v Daftar gambar........................................................................................................................ vii Daftar tabel ............................................................................................................................ x Bab 1 Pendahuluan .............................................................................................................. 1 1.1 Latar belakang ............................................................................................................. 1 1.2 Maksud dan tujuan penelitian .................................................................................. 1 1.3 Lokasi penelitian ......................................................................................................... 2 1.4 Batasan masalah .......................................................................................................... 3 1.5 Tahapan dan metoda penelitian ................................................................................ 4 1.6 Penelitian terdahulu ................................................................................................... 4 Bab 2 Tatanan geologi regional ............................................................................................ 5 2.1 Fisiografis dan morfologi ........................................................................................... 5 2.2 Stratigrafi regional ...................................................................................................... 8 2.3 Struktur regional ......................................................................................................... 10 2.4 Hidrogeologi ............................................................................................................... 10 Bab 3 Tatanan geologi daerah penelitian ............................................................................ 14 3.1 Geomorfologi .............................................................................................................. 14 3.1.1 Satuan geomorfologi daerah penelitian ............................................................ 15 3.1.1.1 Satuan Geomorfologi Kerucut Vulkanik ........................................................ 15 3.1.1.2 Satuan Geomorfologi Kubah Lava .................................................................. 17 3.1.1.3 Satuan Geomorfologi Dataran Vulkanik ........................................................ 19 3.1.1.4 Satuan Geomorfologi Perbukitan Vulkanik .................................................. 20 3.1.2 Pola aliran sungai dan tipe genetik sungai ....................................................... 21 3.1.3 Jenjang geomorfologi ......................................................................................... 23 3.2 Stratigrafi .................................................................................................................... 24 v
3.2.1 Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun ............................................... 25 3.2.2 Satuan Lava Andesit Gunung Nagsari .............................................................. 27 3.2.3 Satuan Lava Andesit Gunung Pagerkandang................................................... 28 3.2.4 Satuan Lava Andesit Gunung Merdada............................................................ 31 3.2.5 Satuan Endapan Piroklastika Jatuhan Dieng .................................................... 33 3.3 Struktur geologi ......................................................................................................... 35 3.3.1 Analisa peta topografi dan citra satelit .............................................................. 35 3.3.2 Struktur daerah penelitian ................................................................................. 37 3.3.2.1 Struktur kawah ........................................................................................ 37 3.3.2.1 Struktur sesar ........................................................................................... 38 Bab 4 Manifestasi permukaan panasbumi Dataran Tinggi Dieng .................................... 43 4.1 Tinjauan umum ........................................................................................................... 43 4.2 Tujuan penelitian ....................................................................................................... 43 4.3 Analisis data ................................................................................................................ 43 4.3.1 Lokasi studi khusus............................................................................................. 43 4.3.2 Manifestasi permukaan....................................................................................... 44 4.3.3 Geokimia air panas.............................................................................................. 48 4.3.3.1 Karakteristik umum air panas .................................................................. 48 4.3.3.2 Tipe air panas ............................................................................................. 51 4.3.3.3 Sumber air panas dan reservoir................................................................ 53 4.3.4 Isotop stabil δ18O & δD........................................................................................ 54 4.3.4.1 Kandungan isotop δ18O & δD air panas......................................................... 55 4.3.5 Geotermometer .................................................................................................... 57 4.3.6 Kehilangan panas alamiah total ......................................................................... 58 4.3.7 Potensi skaling ..................................................................................................... 60 4.3.8 Model Sistem Panasbumi.................................................................................... 61 4.3.8 Resume ................................................................................................................. 63 Bab 5 Sejarah geologi ............................................................................................................ 64 Bab 6 Kesimpulan.................................................................................................................. 66 Daftar pustaka ...................................................................................................................... 68 Lampiran vi
Daftar Gambar Gambar 1.1 Peta Jawa Tengah, daerah Penelitian ditandai dengan kotak merah (www.maps.google.com) ......................................................................................................... 2 Gambar 2.1 Fisiografis Jawa, gambar di kotak merah berupa daerah penelitian ( van Bemmelen,1949)..................................................................................................................... 6 Gambar 2.2 Peta Geologi Regional (sebagian Peta Geologi Lembar Banjarnegara Pekalongan oleh Condon et al., 1996).................................................................................. 12 Gambar 2.3 Peta Hidrogeologi Regional (sebagian Peta Hidrogeologi Daerah Pekalongan oleh Effendi, 1985) ............................................................................................ 13 Gambar 3.1 Morfologi daerah penelitian (sumber dari http://maps.google.com) ........ 14 Gambar 3.2 Gunung Pagerkandang (foto dilihat dari lokasi slr-03 menuju Bitingan menghadap ke arah timur, menunjukan Kawah Pagerkandang)..................................... 15 Gambar 3.3 Telaga Merdada (foto dilihat dari lokasi mdd-07 berada di punggungan Gunung Merdada menghadap ke arah selatan, menunjukan bekas kawah berupa telaga) ..................................................................................................................................... 16 Gambar 3.4 Gunung Nagasari (foto dilihat dari lokasi kpk-01 Jalan Kepakisan menghadap baratdaya, menunjukan morfologi yang berbentuk kubah) ........................ 17 Gambar 3.5 Gunung Nagasari (foto dilihat dari lokasi dlk-22 menghadap ke arah tenggara, daerah yang mulai ditanami vegetasi) .............................................................. 18 Gambar 3.6 Dataran Volkanik (foto dilihat dari lokasi pgd-11 dengan Gunung Pagerkandang sebagai latar, menghadap ke arah selatan, daerah pemukiman menunjukan morfologi yang datar) .................................................................................... 19 Gambar 3.7 Dataran Volkanik (foto dilihat dari lokasi ngs-02 menghadap ke arah utara, daerah persawahan menunjukan morfologi yang datar) ....................................... 20 Gambar 3.8 Gunung Djimat (foto dilihat dari lokasi kpk-06 menghadap ke arah utara, daerah di G Djimat menunjukan daerah perbukitan) ............................................. 22 Gambar 3.9 Peta Aliran Sungai pada daerah untuk menentukan pola dendritik dan radial....................................................................................................................................... 23 Gambar 3.10 Berupa singkapan andesit dari Satuan Lava Andesit Gunung Pangamunamun (lokasi pang-12, foto menghadap ke arah barat daya) ......................... 6 vii
Gambar 3.11 Berupa singkapan lava andesit dari Satuan Lava Andesit Gunung Nagasari (lokasi ngs-09, foto menghadap ke arah utara) .................................................. 27 Gambar 3.12 Singkapan dari Satuan Lava Andesit Gunung Pagerkandang, dibeberapa tempat terdapat sisipan dengan tuf kasar (lokasi dlk-12 di kaki G. Pagerkandang) ...................................................................................................................... `29 Gambar 3.13 Singkapan dari Satuan Lava Andesit Gunung Pagerkandang (lokasi dlk-13, foto menghadap ke arah barat ) .............................................................................. 29 Gambar 3.14 Tuf kasar dengan warna merah ( lokasi pgd-13, jalan masuk ke Kawah Pagerkandang menghadap ke timur)..................................................................... 30 Gambar 3.15 Singkapan dari Satuan Lava Andesit Gunung Merdada (lokasi mdd-08 menuju Bukit Merdada dilihat dari arah tenggara) ........................................................... 32 Gambar 3.16 andesit yang terdapat pada Satuan Lava Andesit Gunung Merdada (lokasi mdd-09 di kaki Bukit Merdada) .............................................................................. 32 Gambar 3.17 Singkapan berupa tuf kasar dari Satuan Endapan Piroklastik Jatuhan Dieng (lokasi dlk-03, tepi Kali Dolok ) ................................................................................ 34 Gambar 3.18 Pola kelurusan didominasi arah barat laut tenggara dan barat- timur (modifikasi dari sumber google earth) .................................................................................. 35 Gambar 3.19 Pola Kelurusan bukit menunjukan arah dominasi utara baratlauttenggara (Rockwork 2002) ......................................................................................36 Gambar 3.20 Pola kelurusan sungai menunjukan arah dominasi utara - selatan (Rockwork 2002) .................................................................................................................... 36 Gambar 3.21. Kenampakan dari kolam lumpur yang ada di Gunung Kawahsikidang ( foto menghadap ke arah tenggara) ........................................................ 38 Gambar 3.22 Intepretasi dari citra satelit, menunjukan kelurusan dari Sesar Sileri (sumber SRTM, 2009) ............................................................................................................ 39 Gambar 3.23 Kenampakan berupa Air Terjun Sileri (lokasi dlk-18, foto menghadap barat daya) ............................................................................................................................. 40 Gambar 3.24 Intepretasi dari citra satelit, menunjukan kelurusan dari Sesar Dolok dengan arah N 900 E (sumber SRTM, 2009) ........................................................................ 41 Gambar 3.25 Intepretasi dari citra satelit, menunjukan kelurusan dari Sesar Sikidang dengan arah N 300 E ( sumber SRTM, 2009) ....................................................................... 42
viii
Gambar 3.26 Gambar dari Sesar Kawahsikidang berupa kelurusan bukit (foto diambil dari lokasi G Pagerkandang, menghadap ke arah utara) .................................... 42 Gambar 4.1 Lokasi serta pengamatan lapangan dari manifestasi permukaan (modifikasi dari http://maps.google.com) ........................................................................... 44 Gambar 4.2 Mata air panas di (a)Bitingan, (b)Sileri, (c)Siglagah, (d)Pulosari, (e) Kaliputih, (f)Sikidang ........................................................................................................... 46 Gambar 4.4 Fumarola di (a)Kawah Pagerkandang, (b)Kawah Siglagah, (c)Kawah Candradimuka....................................................................................................................... 47 Gambar 4.5 Kolam lumpur di (a)Sikidang, (b)Sileri .......................................................... 47 Gambar 4.6 diagram Cl-HO3-SO4, umumnya mempunyai tipe bikarbonat .................... 52 Gambar 4.7 Diagram Cl-Li-B, menunjukan adanya 4 sumber air panas yang berbeda. 54 Gambar 4.8 Grafik yang menunjukan hubungan antara isotop stabil dan air panas di daerah penelitian, menunjukan air panas memiliki nilai yang hampir sama dengan air meteorik permukaan.......................................................................................... 56 Gambar 4.9 Kurva perubahan solubilitas kalsit ( CaCO3) dengan temperatur dan tekanan dari karbondioksida ............................................................................................... 61 Gambar 4.10 Model tentative sistem panasbumi .............................................................. 63
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Kolom stratigrafi umum dari daerah penelitian.
25
Tabel 4.1 Lokasi serta pengamatan lapangan dari manifestasi permukaan 44 Tabel 4.2 Analisis Laboratorium untuk pH, DHL, dan kesadahan.
47
Tabel 4.3 Hasil analisa kimia air ( dalam mg/kg).
48
Tabel 4.4 Hasil perhitungan dari Ion Balance
50
Tabel 4.5 Komposisi isotop stabil Deuterium (δD ) dan oksigen-18 (δ18O) ( dalam ‰)
55
Tabel 4.6 Hasil perhitungan untuk kehilangan
59
Tabel 4.10 Nilai kesadahan (CaCO3) untuk temperatur permukaan, boiling, reservoir
60
x
