BAB IV KARAKTERISTIK AIR PANAS DI DAERAH TANGKUBAN PARAHU BAGIAN SELATAN, JAWA BARAT

Transkripsi

1 BAB IV KARAKTERISTIK AIR PANAS DI DAERAH TANGKUBAN PARAHU BAGIAN SELATAN, JAWA BARAT 4.1 Tinjauan Umum Manifestasi permukaan panas bumi adalah segala bentuk gejala sebagai hasil dari proses sistem panasbumi tersebut (Sumintadireja, 2005). Manifestasi permukaan memiliki luas kenampakan yang bervariasi dan mencerminkan kondisi reservoir di bawahnya. Secara umum, manifestasi permukaan akan banyak ditemukan apabila temperatur sistem panasbuminya tinggi. Tidak semua manifestasi permukaan dapat diamati langsung. Namun, kondisi vegetasi di sekitar daerah panas mungkin akan mengalami kelainan atau yang disebut dengan anomali vegetasi, sehingga dapat dijadikan petunjuk adanya anomali panas (Sumintadireja, 2005). Sistem panasbumi yang ada di Indonesia umumnya berasal dari sistem afiliasi volkanik. Sistem ini ditandai dengan adanya kenampakan berupa manifestasi permukaan yang berada di sekitar daerah tersebut. Manifestasi yang berasal dari sistem volkanik umumnya berupa solfatara, fumarola, danau kawah asam, mata air panas. 4.2 Tujuan Penelitian Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik air panas, serta manifestasi pada daerah penelitian. 4.3 Metoda Tipe Fluida Reservoir Metoda yang digunakan untuk menentukan tipe fluida reservoir adalah dengan menggunakan diagram segitiga Cl-SO 4 -HCO 3, untuk melihat anion utama, yang dapat menentukan tipe air panas. 30

2 Berikut ini merupakan karakteristik dari tiga tipe air panas bumi (Nicholson, 1993): 1. Air Klorida Tipe air ini pada umumnya dijumpai pada sistem bertemperatur tinggi (>225 0 C) dan memiliki ph netral atau sedikit asam dan basa tergantung CO 2 terlarut. Air klorida mengandung Na, K, Ca, Mg sebagai kation dan berasosiasi dengan gas CO 2 dan H 2 S. Tipe air klorida berasosiasi dengan zona alterasi argilik propilitik. Manifestasi permukaan yang terbentuk pada mata air klorida yaitu sinter silika. Air klorida sangat baik digunakan sebagai geotermometer. (Nicholson, 1993) 2. Air Sulfat Tipe air ini terbentuk di bagian paling dangkal pada sistem panas bumi akibat kondensasi uap air ke dalam air permukaan, memiliki kandungan sulfat> 1000 ppm. Tipe air sulfat berasosiasi dengan zona alterasi argilik lanjut. Manifestasi permukaan yang terbentuk pada mata air sulfat berupa kolam lumpur. Air sulfat tidak dapat digunakan sebagai geotermometer. (Nicholson, 1993) 3. Air Bikarbonat Tipe air ini terbentuk pada daerah pinggir dan dangkal akibat adsorbsi gas CO 2 dan kondensasi uap air kedalam air tanah. HCO 3 merupakan anion utama dan Na merupakan kation utama dari air karbonat. Tipe air ini berasosiasi dengan zona alterasi argilik. (Nicholson, 1993) Manifestasi Permukaan Beberapa contoh manifestasi permukaan pada sistem yang berasosiasi dengan volkanik (Sumintadireja, 2005): 1. Danau Kawah Asam Merupakan danau didalam kawah gunung api, memiliki suhu yang tinggi dan ph air yang rendah (acid). Air dalam kawah berasal dari air meteorik yang 31

3 bercampur dengan air hasil kondensasi uap dan gas-gas magmatik dari dalam gunung api. 2. Fumarola Fumarola adalah uap panas (vapour) yang keluar melalui celah-celah dalam batuan dan kemudian berubah menjadi uap air (steam). 3. Solfatara Solfatara adalah rekahan dalam batuan yang menyemburkan uap air (steam) yang bercampur dengan CO 2 dan H 2 S (kadang-kadang SO 2 ). Di sekitar lubang rekahan tersebut diendapkan sulfur dalam jumlah yang banyak. 4. Tanah Beruap Tanah Beruap terbentuk apabila uap air (steam) yang keluar sedikit jumlahnya dan keluar melalui pori dalam tanah atau batuan. 5. Mata air panas netral Mata air panas netral merupakan mata air dengan ph netral atau mendekati netral (ph 6-7). Umumnya mengandung ion klorida yang tinggi sehingga seringkali disebut air klorida. Di sekitar mata air sering dijumpai endapan silika sinter dan mineral-mineral sulfida, seperti galena, pyrite, dan lain-lain. 6. Mata air panas asam Mata air panas asam merupakan mata air panas, dengan ph asam (ph <6) yang terbentuk dari hasil kondensasi gas-gas magmatik dan uap panas (vapour) di dekat permukaan bumi kemudian melarut dan bercampur dengan air meteorik. Air ini kemudian keluar menjadi mata air dengan ph asam. Fluida asam ini melarutkan batuan sekitar mata air menjadi partikel-partikel kecil yang terdiri dari silika dan lempung. 4.4 Analisis Data Lokasi Mata Air Panas Studi khusus yang dilakukan penulis tentang manifestasi panasbumi di permukaan ini menempati area yang lebih luas daripada daerah studi umum (pemetaan geologi permukaan), yaitu pada koordinat

4 BT dan LS. Secara geografis terletak di daerah G. Tangkuban Parahu dan sekitarnya yang meliputi dua kecamatan, yaitu Parongpong dan Ngamprah, Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat (Tabel 4.1 dan Gambar 4.1) Gambar 4.1 Lokasi mata air panas pada daerah penelitian Foto 4.1 Foto mata air panas pada daerah Kancah (KCH) 33

5 Tabel 4.1 Karakteristik mata air panas di daerah penelitian Lokasi Cimanggu-1 Cimanggu-2 Kancah No Sampel CMG-1 CMG-2 KCH Koordinat S ' 06.4" ' 10.6" ' 56.5" E ' 06.3" ' 59.8" ' 31.1" t o C 34,9 35,2 33,7 ph 7,2 7,04 3,32 ph(lab,25 0 ) 7,22 7,64 2,8 Daya Hantar Listrik (DHL, us/cm) Kesadahan (CaCO 3, mg/l) , Konduktivitas (MeV) 24,8 22,5 221 Debit Perkiraan (L/detik) Mata air panas Mata air panas Mata air panas ditampung pada berupa rembesan mengalir, jernih, bak dengan yang mengalir ke Bau belerang dimensi 4 x 3 m 2, sungai. Terdapat tajam, endapan Catatan kedalaman 1 m. Terdapat gelembung gas, jernih, tidak ada berwarna putih kekuningan pada gelembung gas, endapan di batuan dinding jernih, tidak ada permukaan. kolam bercampur endapan di dengan organik. permukaan. 34

6 4.4.2 Manifestasi Permukaan Kegiatan yang dilakukan berupa pengamatan manifestasi, perekaman data, pengambilan sampel air untuk selanjutnya dianalisis kimia airnya. Hasil yang didapatkan dari pengamatan di lapangan terdapat 3 manifestasi panasbumi yang diidentifikasi dari daerah penelitian, terdiri dari dua mata air panas yang berada di Cimangu-1 dan Cimangu-2, dan satu mata air panas asam berada pada daerah Kancah (tabel 4.1). Di sekitar mata air panas Kancah dijumpai endapan tipis di permukaan. Pola XRD dari endapan permukaan pada daerah Kancah menunjukan endapan permukaan didominasi oleh mineral kristobalit dan goetit. Hasil analisis XRD dilampirkan pada Lampiran C. Kristobalit (SiO 2 ) lebih sering terbentuk pada kondisi asam, kristobalit pada umumnya berasosiasi dengan kuarsa, alunit, sulfur (Kingston Morrison Ltd, 1995). Goetit (FeO(OH).nH 2 O) terbentuk pada lingkungan oksidasi dan berasosiasi dengan percampuran oksida besi (Kingston Morrison Ltd, 1995) Karakteristik Umum Air Panas Secara umum, air panas di daerah penelitian mempunyai temperatur yang hangat, yaitu 33 hingga 35 C, dengan ph 2,8 hingga 7,64 (Tabel 4.1). Konduktivitas terukur langsung di lapangan berkisar antara 22,5 hingga 221 MeV. Hasil analisis kimia pada Tabel 4.1 menunjukan, bahwa nilai kesadahan (CaCO 3 ) air panas berkisar antara mg/l Kimia Air Panas Analisis kimia dilakukan terhadap tiga sampel air panas. Analisis dilakukan untuk mengetahui ph air pada suhu 25 C, Daya Hantar Listrik (DHL), nilai kesadahan (CaCO 3 ), dan 16 unsur yang meliputi anion utama Cl -, SO 2-4 dan HCO 3-, dan kation seperti Ca 2+, Na +, K + dan Mg 2+. Analisis juga dilakukan terhadap unsur-unsur netral, seperti SiO 2, NH 3, dan F, serta unsur kontaminan yang umum dijumpai pada sistem panasbumi, seperti As 3+ dan B. Analisis kimia dilakukan di Laboratorium Kimia Air Teknik Lingkungan ITB, Bandung dan hasil analisis kimia dilampirkan pada Lampiran B dan Tabel

7 Tabel 4.2 Hasil analisis kimia air panas daerah G. Tangkuban Parahu No. Konsentrasi (mg/l) Sampel Fe + B F Ca 2+ Mg 2+ Cl - Mn + Na + K + NH 3 SO 4 2- HCO 3 - H + CO 2 SiO 2 As 3+ Li + CMG-1 0,26 0,15 0,28 24,54 9,67 9,67 < 0,07 62,13 13,54 0,288 < 0,5 268,42-2,6 6,95 0,0046 0,284 CMG-2 1,03 0,174 0,22 28,63 15,04 35,24 < 0,07 78,99 14,96 0,264 < 0,5 320,23-3,47 5,64 0,0037 0,217 KCH 4,22 0, ,08 63,5 249,7 1,67 105,6 58, ,44 64,14 4,89 0,0027 0,751 36

8 Kesetimbangan Ion Sebelum melakukan pengolahan data, harus diketahui kualitas datanya terlebih dahulu sehingga dapat terjamin kelayakannya untuk diinterpretasikan lebih lanjut. Kualitas data dapat diketahui dengan metoda kesetimbangan ion, yaitu metoda yang ditujukan untuk mengetahui tingkat keseimbangan antara kation dengan anion yang ada pada sampel air panas. Data dikatakan baik apabila nilai kesetimbangan antara kation dengan anion tidak lebih dari 5% (Nicholson, 1993). Perhitungan keseimbangan ion dilakukan dengan mengkonversikan konsentrasi dari unsur kimia yang ada pada data air panas dari ml/l ke meq (milliequivalents) dengan menggunakan persamaan berikut: Anion/Kation (meq) = ( konsentrasi (mg/l) / massa atom ) x bilangan oksidasi unsur Setelah mengubah satuan mg/l ke meq, berikutnya data tersebut diformulasikan ke dalam persamaan keseimbangan ion di bawah ini (Nicholson, 1993) Σ anion (meq) = Σ kation (meq) Σ anion (meq)/ Σ kation (meq) [2(Σ anion Σ kation) / (Σ anion +Σ kation)] Netral : SiO 2, NH 3, As, B, gas Nobel Kation : Na+, K+, Li+, Ca+2, Mg+2, Rb+, Cs+, Mn+, Fe+ Anion : Cl-, HCO 3 -, SO 4-2, F-, Br -, I Tabel 4.3 Analisis kesetimbangan ion Lokasi No. Kesetimbangan Anion Kation Sampel Ion (%) Cimanggu-1 CMG-1 4,68 5,07 3,96 Cimanggu-2 CMG-2 6,25 6,48 1,82 Kancah KCH 16,85 13,75 10,13 Analisis kimia pada tabel 4.3 menunjukan, bahwa air panas di daerah penelitian mempunyai kesetimbangan ion antara 1,82 hingga 10,13%. Analisis kimia air panas pada daerah Cimanggu mempunyai kesetimbangan ion kurang dari 5%; analisis ini dapat 37

9 dikatakan layak. Namun, tidak berarti, bahwa hasil analisis air panas lain yang mempunyai kesetimbangan ion di atas 5% tidak layak digunakan dalam interpretasi; kesetimbangan ion yang tinggi dipengaruhi juga oleh tipe dan proses yang dialami air panas (Nicholson, 1993). Nilai kesetimbangan ion di atas 5% diperkirakan akibat adanya interaksi antara air meteorik di permukaan dengan batuan di sekitarnya Tipe Air Panas Tipe air panas ditentukan berdasarkan kandungan relatif anion Cl, SO 4, dan HCO 3 seperti pada Gambar 4.2. Di daerah penelitian, hanya air panas Cimanggu-1 dan Cimanggu-2 yang merupakan air panas bikarbonat (HCO 3 ), sedangkan air panas Kancah merupakan air panas sulfat-klorida. Air bikarbonat yang terdapat di mata air panas Cimanggu menandakan terbentuk pada kondisi daerah yang dangkal, air tersebut terbentuk akibat absorbsi gas CO 2 serta kondensasi uap air ke dalam air tanah (steam heated water). Sedangkan mata air panas Kancah merupakan air campuran sulfat klorida diduga berasal dari campuran kondensasi gas volkanik dekat permukaan dengan air meteorik. Cl CMG-1 Mixed Mixed Cl-SO Cl-SO 4 waters waters / Volcanic Volcanic condensates condensates Deep Cl waters Cl-HCO Deep Cl waters Dilute Cl-HCO waters waters 3 CMG-2 KCH Steam-heated waters / steam condensates SO 4 HCO 3 Gambar 4.2 Kandungan relatif Cl-SO4-HCO3 daerah penelitian 38

10 4.4.6 Geotermometer Geotermometer Na-K-Mg digunakan untuk menghitung temperatur reservoir pada daerah penelitian, karena geotermometer ini baik digunakan pada sampel air panas yang tidak baik dan dapat menafsirkan suhu reservoir yang lebih rendah. Perhitungan geotermometer Na-K menggunakan rumus: T Na-K ( o C) Giggenbach (1988) op.cit. Nicholson (1993) = (1390/(log (Na/K)+1,75))-273 Perhitungan geotermometer K-Mg menggunakan rumus: T K-Mg ( o C) Giggenbach (1988) op.cit. Nicholson (1993) = (4410/(14-log(K/ Mg))-273 Berdasarkan perbandingan kandungan relatif Na-K-Mg (Gambar 4.3) semua mata air panas di daerah penelitian tergolong sebagai air yang tidak mengalami kesetimbangan (immature water). Air panas yang digunakan sebagai geotermometer adalah air panas si daerah Cimanggu-1 dan Cimanggu-2, karena pada mata air tersebut memilki ph netral dan kesetimbangan ion di bawah 5%. Na/400 CMG-1 CMG-2 KCH 140 o 120 o Full equilibrium 100 o 80 o 60 o 40 tk-mg tk-na 180 o 160 o Partial equilibrium Immature water K/10 Mg Gambar 4.3 Perbandingan kandungan relatif Na - K - Mg mata air panas di daerah penelitian yang berasal dari hasil perhitungan geotermometer K-Na dan K-Mg (Giggenbach, 1988 op.cit. Nicholson, 1993) 39

11 Tabel 4.4 Geotermometer tna-k dan tk-mg No Sampel T Na-K ( o C) T K-Mg ( o C) CMG ,64 CMG ,80 Berdasarkan perhitungan geotermometer Na-K-Mg, temperatur bawah permukaan yang berhubungan dengan reservoir diperkirakan berkisar C. Proses kondensasi di dekat permukaan diperkirakan terjadi pada temperatur C, seperti yang ditunjukan oleh geotermometer K-Mg. 4.5 Resume Berdasarkan pengolahan data geokimia air panas pada tiga lokasi mata air panas yang diidentifikasi pada daerah penelitian, yaitu: Kancah, Cimanggu-1, Cimanggu-2, didapatkan kesimpulan sebagai berikut : Secara umum memiliki temperatur hangat berkisar C, dengan ph 3-7 Manifestasi permukaan pada Cimanggu-1 dan Cimanggu-2 berupa mata air panas, sedangkan Kancah berupa mata air panas asam. Pola XRD endapan permukaan pada daerah Kancah menunjukan, bahwa endapan permukaan didominasi oleh mineral kristobalit dan goetit. Berdasarkan tipe air panas : Cimanggu-1 : air bikarbonat Cimanggu-2 : air bikarbonat Kancah : air sulfat-klorida Berdasarkan perhitungan geotermometer Na-K-Mg, temperatur bawah permukaan yang berhubungan dengan reservoir diperkirakan berkisar C. Sedangkan temperatur pada saat proses kondensasi uap di dekat permukaan diperkirakan berkisar C. 40