Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya

Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4011

1

Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya

Oleh: Extivonus K.Fr (12012060)

1. GEOLOGI REGIONAL

Daerah Maribaya terletak di utara Kota Bandung dan berdekatan dengan Lembang.

Secara geologi Maribaya terletak dalam kawasan Cekungan Bandung yang hampir dikelilingi

oleh jajaran kerucut gunung api berumur Kuarter, di antaranya di sebelah utara terdiri atas

kompleks Gunung Burangrang – Sunda – Tangkuban- parahu, Gunung Bukittunggul, tinggian

batuan gunung api Cupunagara, Gunung Manglayang, dan Gunung Tampomas

Secara Geomorfologi daerah Maribaya termasuk dalam satuan perbukitan curam

dengan kemiringan lereng lebih dari 70% yang membentang di sepanjang Sungai cikapundung

dan Curug Dago. Secara genetis hal ini diakibatkan sifat kekerasan batuan yang tinggi.

Gambar 1 Peta Geologi Cekungan Bandung dan Daerah Maribaya

Secara stratigrafi, yang mengalasi batuan gunung api Kuarter di daerah Bandung ini

adalah batuan sedimen berumur Tersier yang di permukaan terwakili oleh Formasi


2

Rajamandala (Sudjatmiko, 1972). Formasi itu

tersusun oleh batugamping, napal, batulempung,

dan batupasir kuarsa. Litologi darerah Maribaya di

dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu)

yang umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff,

endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya

sedikit kompak dan cukup permeable. Pada

permukaan endapan vulkanik hasil pelapukan

menunjukkan tanah hasil pelapukan yang bersifat gembur dan mudah terkikis namun subur.

Pola kelurusan sesar umumnya berarah barat laut - tenggara, timur laut – barat daya

dan sedikit yang berarah utara – selatan. Sesar-sesar berarah timur laut - barat daya mengikuti

pola sesar arah Meratus, sesar berarah barat laut – tenggara mengikuti pola sesar arah

Sumatera, sementara yang berarah utara – selatan dikontrol oleh sesar pada batuan dasar yang

tersusun oleh pluton granit dan batuan malihan (Martodjojo, 2003).

Gambar 2 Kenampakan Daerah Maribaya dari Citra Google


3

2. DASAR TEORI GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI

Geokimia air panasbumi memiliki komposisi yang beragam dan komposisi tersebut

mencerminkan kondisi geologi dan system panasbumi pada daerah tersebut. Analisis geokimia

perlu dilakukan untuk mengetahui karakteristik dan jenis dari daerah panasbumi tersebut, sehingga

dapat mendukung tahap eksplorasi yang akan dilakukan.

Jenis-jenis fluida hidrotermal dapat diketahui dari sampling geokimia air dan di

klasifikasikan berdasarkan komposisi anion. Beberapa jenis fluida panasbumi antara lain:

1. Air Klorida

Air klori da merupakan fluida yang paling

dominan pada kebanyakan lapangan

panasbumi. Air klorida bersifat netral atau

dapat pula sedikit asam atau sedikit basa. Pada

manifestasi permukaan dicirikan oleh

kenampakannya yang jernih sering berasosiasi

dengan endapan sinter silika. Air klorida di

dekat permukaan sering mengandung CO2. H2S dan sulfat yang signifikan, sedangkan

di dalam reservoir perbandingan atau rasio Cl/SO4 tinggi.

2. Air Sulfat

Air sulfat memiliki kandungan klorida yang

rendah, kandungan sulfat tinggi, Al dan Fe

cukup tinggi (hasil pelarutan batuan). Air sulfat

umumnya terdapat pada sistem panasbumi di

daerah vulkanik, dengan uap air berkondensasi

ke air tanah. Kandungan sulfat yang tinggi

berasal dari oksidasi H2S pada zona vados. Karena terbentuk pada zona vados maka air

asam sulfat hanya dapat memberikan sangat sedikit informasi tentang bagian dalam

sistem panasbumi. Ciri fisik fluida jenis ini biasanya berwarna keruh akibat pelarutan-

pelarutan batuan samping oleh fluida yang reaktif, sering berasosiasi dengan kolam

lumpur dan collapse creater.


4

3. Air Bikarbonat

Fluida jenis ini dicirikan dengan kandungan Cl yang

rendah, kandungan sulfat juga rendah dan bikarbonat

(HCO3) sebagai anion utamanya. Pada sistem yang

berasosiasi dengan batuan vulkanik biasanya air

bikarbonat terbentuk pada bagian yang dangkal di

tepi lapangan oleh konden sasi uap di bawah muka

airtanah. Pada sistem yang berasosiasi dengan batuan sedimen pembentukan fluida

jenis ini dikontrol oleh keberadaan batugamping. Air bikarbonat cenderung sedikit

asam bisa juga netral atau sedikit basa.

4. Air Meteorik

Airtanah biasanya mengandung Ca, Mg, Na, K, SO4, HCO3 dan Cl selain itu terdapat

pula Fe, SiO2 dan Al. Selain itu airtanah juga biasanya mengandung gas terlarut berupa

O2 dan N2. Air sungai mempunyai anion utama HCO3 dan kation utama adalah Ca

sedangkan air hujan mempunyai anion utama Cl dan kation utama Na

Proses interaksi fluida panasbumi dengan batuan yang dilaluinya menjadi indicator sangat

penting untuk menentukan temperatur dari reservoir panasbumi. Konsep ini dikenal dengan

Geotermometer yaitu pendekatan yang dilakukan untuk menentukan temperature reservoir

panasbumi berdasarkan kelarutan unsur-unsur yang berada di fluida panasbumi dengan

konsentrasi unsur-unsur tersebut merupakan fungsi dari suhu.

Asumsi yang digunakan dalam Geotermometer ini adalah apanila fluida bergerak dengan

cepat ke permukaan, fluida akan mempertahankan komposisi kimianya selama perjalanan dari

reservoir ke permukaan karena tidak atau diasumsikan sedikit sekali mengalami pencampuran.

Namun keyataannya fluida dapat mengalami perubahan dalam perjalan dari reservoir ke

permukaan melalui proses pelarutan batuan samping, pencampuran, dilution, sehingga

perhitungan geotemometer harus mempertimbangkan factor-faktor tersebut serta pemilihan unsur

yang tepat untuk analisis geokima.


5

a. Geotermometer Silika (Fournier, 1977)

Geotermometer silika dibuat berdasarkan kelarutan berbagai jenis silika dalam air

sebagai fungsi dari temperatur yang ditentukan dengan percobaan atau eksperimen.

Reaksi yang menjadi dasar pelarutan silika dalam air adalah SiO2 (s) + 2H2O → H4SiO4.

Pada kebanyakan sistem panasbumi fluida di kedalaman mengalami ekuilibrium

dengan kuarsa. Pada fluida dengan reservoir bersuhu > 220˚C kuarsa dapat mengendap

akibat pendinginan perlahan, apabila pendinginan berlangsung dengan sangat cepat

(misalnya pada mulut mata air) maka yang terbentuk atau mengendap adalah silika

amorf. Dari konsentrasi fluida kita bias tahu konsentrasi fluida dalam sampel dan

mengetahui taksiran dari temperature reservoir.

Gambar 1 diagram kelarutan silika terhadap temperatur ( Fournier,1977)

Geotermometer kuarsa umumnya baik digunakan untuk reservoir bertemperatur >

150˚ C, karena untuk suhu di bawah 150˚ C kandungan silika dikontrol oleh kalsedon


6

Tabel 1 Geotermometer Silika ( Fournier,1977 )

Geotermometer Persamaan Referensi

Quartz T = 42.198 + 0.28831C-3.6686 x

10-4C2 + 3.1665 x 10-7C3 + 77.034 log

C

Fournier &

Potter (1982)

Quartz T = 53.500 + 0.11236C-0.5559x

10-4C2 + 0.1772x10-7C3 + 88.390 log

C

Arnorsson

(1983)

Chalcedony T = 1032 / (4.69-log C) – 273.15 Fournier (1977)

Chalcedony T = 1112 / (4.91-log C) – 273.15 Arnorsson

(1983)

Cristobalite T = 1000 / (4.78-log C) – 273.15 Fournier (1977)

Opal T = 781 / (4.51-log C) – 273.15 Fournier (1977)

C = konsentrasi SiO2 dalam fluida

b. Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 )

Geotermometer Na-K dapat diterapkan untuk reservoir air klorida dengan suhu >

180˚C. Geotermometer ini punya keunggulan yaitu tidak banyak terpengaruh oleh

dilution ataupun steam loss. Geotermometer ini kurang bagus untuk suhu < 100˚ C juga

untuk air yang kaya Ca yang banyak berasosiasi dengan endapan travertine.


Quartz – No

steam loss

T = 1309 / (5.19-log C) – 273.15 Fournier (1977)

Quartz –

maximum steam

loss at 100˚C

T = 1522 / (5.75-log C) – 273.15 Fournier (1977)


7

Tabel 4.2 Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 )


Na - K T = [855.6 / (0.857+log(Na/K))] – 273.15 Truesdell (1976)

Na - K T = [833 / (0.780+log(Na/K))] – 273.15 Tonani (1980)

Na - K T = [1319 / (1.699+log(Na/K))] – 273.15 Arnorsson et all

(1983 )

Na - K T = [1217 / (1.483+log(Na/K))] – 273.15 Fournier (1979)


Na - K T = [1178 / (1.470+log(Na/K))] – 273.15 Nieva & Nieva

(1987)

Na - K T = [1390 / (1.750+log(Na/K))] – 273.15 Giggenbach (1988)


8

c. Geotermometer Na – K – Mg

Dengan menggunakan perbandingan unsur-unsur Na, Mg, dan K kita dapat mengetahui

temperature dari reservoir berdasarkan unsur-unsur tersebut yang larut dalam fluida

geothermal.

Na/K mewakili proses kesetimbangan reaksi di dalam reservoir yang bersifat lambat,.

K-Mg mewakili proses kesetimbangan yang cepat pada daerah yang mendekati

permukaan. Keduanya dapat digunakan untuk mengevaluasi di dalam reservoir

maupun di level dekat permukaan.


9

3. ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI DAERAH MARIBAYA

Dari hasil data geokimia air yang telah diberikan, dilakukan plotting terhadap anion-anion

Cl-, SO42-, dan HCO3 untuk mendapatkan jenis air geothermal dari daerah maribaya ini. Ion Cl-

(klorida) merupakan anion utama dalam air formasi dan muncul sebagai unsur pokok dalam air

tawar, konsentrasi ion klorida digunakan sebagai ukuran salinitas air. Ion Bikarbonat merupakan

ion yang dapat membentuk scale yang insoluble (tidak dapat larut dalam air). Ion sulfat (SO42-)

seringkali menimbulkan masalah akibat kemampuannya untuk ereaksi dengan kalsium, barium,

dan stronsium untuk membentuk scale insoluble.

Parameter satuan 1 2 3 4 5

Cl-

(mg/L) 62.42 62.84 60.14 61.2 95.2

SO4 (mg/L) 3.37 1.35 1.4 2.85 1.85

HCO3 (mg/L) 1016.5 1095.7 1127.04 1017.48 984.3


10

Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah

larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl- rendah dan komposisi bikarbonat yang

dominan.

Geotermometer

Analisa geotermometer yang pertama adalah menggunakan kation Na , K dan Mg

didapatkan hasil bahwa kation yang tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir

dibawah 100ᵒ C (tidak terlalu jelas). Hal ini menunjukkan korelasi antara suhu reservoir dengan

fluida reservoir yang didapatkan karena pada umumnya memiliki temperature yang tidak terlau

tinggi.

Sampel Mg Na K √Mg Na/1000 K/100

1 78.1 111.01 27.96 8.83742 0.11101 0.2796

2 89.2 121.94 29.75 9.444575 0.12194 0.2975

3 91.8 124.68 30.47 9.581232 0.12468 0.3047

4 84.6 129.67 30.4 9.197826 0.12967 0.304

5 87 116.8 29.86 9.327379 0.1168 0.2986


11

Hasil untuk geotermometer berikutnya adalah analisis terhadap geotermometer silica. Jenis

silica disini adalah amorf silica dengan asumsi fluida dengan jenis bikarbonat memiliki

temperature yang relative lebih rendah dibanding dengan jenis fluida yang lain, sehingga jenis

silica yang digunakan adalah amorf silica.

Dari hasil plotting data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature reservoir

berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60ᵒ-35ᵒ C.

Sampel SiO2

1 160.31

2 174.84

3 178.24

4 172.7

5 169.04


12

Analisa Asal Fluida

Analisa asal fluida dilakukan dengan menggunakan isotope 18O dan 2H untuk menganalisa

fluida bikarbonat yang didapat. Berikut adalah data isotope stabil yang dilakukan di daerah

Maribaya :

Hasil plotting memperlihatkan perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya

dengan garis meteoric global hal ini dapat mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya

mengalami interaksi dengan batuan dasar atau dengan air meteoric. Dilihat dari tren atau

Sampel O % H % 2H

1 MA 4 -2.63 -42.5 -11.04

2 MA 1 -4.92 -44.75 -29.36

3 MA 6 -14.53 -91.03 -106.24

NoWeight mean value


13

kecenderungan perpotongan garis. Apabila terdapat data ketinggian dari masing-masing sampel

kita dapat menentukan daerah resapan dari fluida. Selain itu indikasi adanya interaksi antara fluida

dengan batuan cukup kuat dan masuk akal akibat adanya formasi Rajamandala pada Oligosen

Akhir – Miosen Awal.


14

4. KESIMPULAN

1. Litologi darerah Maribaya di dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu) yang

umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff, endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya

sedikit kompak dan cukup permeable.

2. Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah

larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl- rendah dan komposisi bikarbonat yang

dominan.

3. Analisis geotermometer dengan kation Na , K dan Mg didapatkan hasil bahwa kation yang

tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir dibawah 100ᵒ C.

4. Analisis geotermometer data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature

reservoir berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60ᵒ-35ᵒ C.

5. Perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya dengan garis meteoric global

mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya mengalami interaksi dengan

batuan dasar atau dengan air meteoric. Interaksi dengan batuan dasar diintepretasikan

merupakan interaksi fluida dengan Formasi Rajamandala yang mengalasi satuan batuan

Gunung Api Kuarter (daerah Maribaya)

Berdasarkan analisis geokimia fluida, menunjukkan manifestasi panasbumi daerah Maribaya

tidak berprospek untuk dijadikan kawasan pengembangan geothermal. Hal in didasarkan pada

berbagai analisis pada daerah penelitian yang tidak menunjukkan kualitas reservoir panasbumi

yang baik seperti temperature reservoir rendah , berkisar <100ᵒC serta kelimpahan ion-ion terlarut

seperti Mg2+ , Ca2+ yang cukup tinggi dan dapat memicu adanya pengendapan atau scaling pada

pipa pemboran apabila dilakukan upaya pengembangan.


15

DAFTAR PUSTAKA

Bronto, Sutikno dan Hartono Udi. 2006. Potensi sumber daya geologi di daerah Cekungan

Bandung dan sekitarnya. Bandung. Pusat Survei Geologi Indonesia.

Silitonga, P.H. 1973. Peta Geologi Lembar Bandung, Djawa. Direktorat Geologi.

Slide Perkuliahan:

Sucipta, Eddy I.G.B. 2014. Vulkanologi dan Geotermal ; Geokimia Geotermal. Bandung

Herdianita, Rina. 2010. Geologi Geotermal: Fluida Panasbumi.

Suwarman, Rusmawan. 2014. Hidrogeologi Umum : Kuliah 5 Penggunaan Isotop dalam

Geologi. Bandung.

Sumber website:

http://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpg

http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGA

MPING_FORMASI_RAJAMANDALA

https://www.google.co.id/maps/@-

6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3

http://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpg

http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALA

http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALA

https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3

https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3


16

LAMPIRAN

Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya

Documents