SEMINAR NASIONAL ke-8 Tahun 2013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi EVALUASI KONDISI GEOKIMIA BATUAN DAERAH BANTEN, JAWA BARAT

Transkripsi

1 EVALUASI KONDISI GEOKIMIA BATUAN DAERAH BANTEN, JAWA BARAT Heni Susiati 1, Basuki Wibowo 2, Kurnia Anzhar 3, dan June Mellawati 4 1,2,3,4 Pusat Pengembangan Energi Nuklir, BATAN Jln. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta Selatan heni_susiati@batan.go.id ABRAK Pada kegiatan survey tapak PLTN, Safety Guide No. DS 405, Volcanic Hazard in Site Evaluation for Nuclear Power Plant, Badan Tenaga Atom Internasional (IAEA) telah memberikan pedoman tentang beberapa kegiatan yang dapat memberikan bahaya eksternal di sekitar tapak PLTN. Hal ini dilakukan karena aspek keselamatan instalasi PLTN dan masyarakat serta lingkungan yang ada di sekitar PLTN menjadi pertimbangan utama yang sangat penting. Tujuan kajian adalah mengetahui kondisi geokimia di Banten, Jawa Barat, yang diperkirakan dapat membahayakan keberadaan PLTN. Kegiatan mencakup pengumpulan dan pengolahan data sekunder, interpretasi, evaluasi dan studi lapangan serta analisis laboratorium untuk mengetahui kondisi batuan volkanik yang berpotensi memberikan ancaman keselamatan terhadap pengoperasian PLTN. Hasil menunjukkan pola kimia himpunan batuan volkanik Banten di dalam diagram variasi memperlihatkan penurunan besi dan MgO, CaO dan Al 2 O 3, bersamaan dengan kenaikan SiO 2 dan K 2 O. Pola demikian menunjukkan evolusi magmatik yang beravinitas kalk-alkali. Pola kimia unsur utama batuan volkanik daerah sebagian besar contoh batuan yang dianalisis menunjukkan pola yang sama, yang mengindisikan adanya hubungan kogenetik. Kata kunci: tapak PLTN, geokimia, batuan volkanik, kogenetik. PENDAHULUAN Kajian aspek geologi untuk inventarisasi pemilihan lokasi tapak fasilitas nuklir (PLTN) merupakan salah satu aspek yang sangat diperlukan. Hal ini karena fasilitas nuklir harus bebas dari ancaman bahaya eksternal alamiah geologi diantaranya adanya aktivitas kegunungapian. Seperti diketahui, calon tapak PLTN Kramatwatu-Bojonegoro, Banten berjarak 10 km dari Gunung Gede-Merak, dan 50 km dari Gunung Rawadano, oleh karena itu diperlukan kajian bahaya kegunungapian guna memastikan besaran tingkat ancaman bahaya vulkanik yang diperkirakan akan mempengaruhi. Dalam dokumen IAEA DS-405 tentang aspek bahaya kegunungapian pada tapak PLTN disebutkan bahwa pengumpulan data geokimia batuan vulkanik penting terkait dengan gambaran aktifitas gunungapi di sekitar tapak. IAEA memberikan catatan tentang beberapa jenis kegiatan eksternal yang berpotensi menginisiasi terjadinya kecelakaan di sekitar lokasi PLTN, sehingga kegiatan akibat kejadian alam (external events) tersebut merupakan salah satu aspek penting yang harus dikaji dan dievaluasi, khususnya dalam proses penentuan tapak PLTN terpilih. Tujuan kajian geokimia komplek Gunungapi Banten adalah untuk mengetahui struktur geokimia dari jajaran gunungapi tersebut, dimana jajaran yang masuk dalam katagori subduksi depan (fore arc subduction) akan cenderung bersifat eksplosif. Sedangkan jajaran gunungapi yang masuk dalam kata-gori subduksi belakang (back arc subduction) akan cenderung bersifat efusif. Selain itu, kondisi geokimia juga dapat memberikan indikasi apakah tingkat kebolehjadian tektoniknya cukup memberikan triger gunung tersebut aktif. Sampel batuan vulkanik yang diambil mewakili batuan yang berasal dari Gunung Rawadano dan sekitarnya, serta batuan vulkanik yang berasal dari Gunung Gede Merak dan sekitarnya, sehingga secara keseluruhan distribusi spasial dan temporal aspek geokimia dari komplek kegunungapian Rawadano dapat diketahui dan diinterpretasikan pada aspek bahaya vulkanik yang muncul pada tapak PLTN Kramatwatu. Hasil kajian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam seleksi tapak dan menyusun desain dasar dalam evaluasi tapak PLTN di Indonesia. Selain itu dengan diketahuinya faktor eksternal akibat peristiwa bencana alam yang dapat menimbulkan kejadian eksternal, akan dapat diselidiki karakteristik kegiatan eksternal yang mempengaruhi keselamatan operasi PLTN. Secara regional lokasi tapak PLTN Kramatwatu-Bojonegoro, Banten berada pada radius 50 km dari kompleks Gunungapi Rawadano terdiri dari Gunung Rangkong, Gede Merak yang berumur pleistosen bawah, Gunung Rawadano yang berumur plestosen tengah, Gunung Asupan, Dome Wadas, Gede Merak, Dome Pasir Terbang, Marikangen yang berumur plestosen atas, dan Gunung karang, Pinang, Pulosari, Parakasak yang berumur holosen. Berdasarkan peta geologi Banten, salah satu produk vulkanik yang utama dari Gunung Rawadano adalah endapan piroklastik yang besar yang disebut Tufa Banten, sehingga asesmen bahaya vulkanik pada tapak dari kluster Gn. Rawadano serta kluster Gn. Gede Merak perlu dilakukan untuk memastikan keselamatan tapak melalui analisis siklus geokimianya dengan melakukan pengambilan contoh, analisis geokimia oksida mayor. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 G 1

2 METODE PENELITIAN Kegiatan mencakup pengumpulan dan pengolahan data sekunder, interpretasi, evaluasi dan studi lapangan serta evaluasi hasil analisis laboratorium untuk mengetahui kondisi batuan volkanik yang berpotensi memberikan ancaman keselamatan terhadap pengoperasian PLTN. Adapun tahapannya adalah sebagai berikut: a) Pengumpulan sampel batuan vulkanik yang mewakili wilayah Gn. Rawadano dan sekitarnya, serta batuan dari Gn. Gede Merak dan sekitarnya; b) Evaluasi hasil analisis laboratorium untuk menentukan komposisi elemen mayor; c) Pembuatan diagram mayor terkait dengan kondisi tektonik dan magmatis yang menyertainya; d) Melakukan analisis geokimia terkait dengan tingkat bahaya vulkanik pada tapak PLTN Kramatwatu. DATA DAN PEMBAHASAN Geologi daerah penelitian Geologi daerah telitian meliputi kompleks gunungapi Gede-Salak, G.Pinang, G.Marikangen dan lereng utara Komplek Kaldera Rawa Danau. Berdasarkan hasil pengamatan lapangan dan interpretasi foto udara, daerah penelitian terbagi atas 2 kelompok batuan gunungapi dengan sumber erupsi atau letusan dari Rawa Danau dan Gede Salak. Kelompok batuan Rawa Danau tersusun atas aliran piroklastika dan lava, sedangkan kelompok batuan Gede Salak tersusun atas aliran piroklastik, aliran lava, dan kubah lava. Selain itu, endapan permukaan berupa alluvium berada di daerah penelitian sebagai endapan permukaan. Penentuan susunan stratigrafi didasarkan pada konsep stratigrafi gunungapi dengan mempertimbangkan bentuk kontak antar satuan, pola morfologi dan aliran sungai. Data Sebanyak 32 sampel batuan terpilih dianalisis unsur utamanya, dimana 30 sampel berupa lava dan 2 contoh fragmen batuapung (pumice) dari Tufa Banten. Hasil analisis kimia batuan disajikan pada Tabel 1-3. Gambar 1.Peta Geologi Lokasi Daerah Penelitian Dari hasil analisis geokimia batuan volkanik dari daerah Banten, terlihat nilai hilang di bakar (LOI) berkisar dari 0.32% 5.63%; hal ini menunjukkan adanya intensitas ubahan yang dialami contoh batuan tersebut antara lain pengubahan hidrotermal dan mungkin juga pengaruh pelapukan. B B Tabel 1. Hasil analisis geokimia batuan volkanik dari daerah Banten. Dome Wadas BTN 1-A B B C B 05-6-B C1- Pumice Satuan RDKS RDI GKrL RDI RDI GLv3 GKbL GKbL GKrL GKlv Tufa Tufa Banten Banten Metoda XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF TiO Al2O Fe2O FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O LOI Total F112 SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 G 2

3 (Na2O+K2O) SEMINAR NASIONAL ke-8 Tahun 2013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi Tabel 2. Hasil analisis geokimia batuan volkanik dari daerah Banten (lanjutan) B Pinang8 U 8 Sheet Joint -7B U 7-8 U-1-2 IR-4 Bawah Satuan GKrL GKrL RDKS GKrL GLv5 GKrL GAp3 GLv5 GLv4 GKrL GLv7 Metoda XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF XRF TiO Al2O Fe2O FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O LOI Total IR-12 Tabel 3. Hasil analisis geokimia batuan volkanik dari daerah Banten (lanjutan) IR-3 B A-1 Pinang-3-10 Tengah Bawah Atas B Bawah Marikangen Satuan GLv2 GLv2 GLv2 GKrL GKrL GLv3 RDKS GKrL RDLV Metoda XRF XRF XRF XRF XRF AAS AAS AAS AAS TiO Al2O Fe2O FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O LOI Total Hasil Hasil analisis laboratorium menunjukkan kandungan SiO 2 berkisar antara 52,09 69,53%; Al 2 O 3 antara 14,69-17,89%; K 2 O dan TiO 2 berturut-turut bervariasi antara 0,30 3,72% dan 0,26 1,04%. Kandungan MgO berkisar antara 1,48 9,18%; sedangkan Fe 2 O * 3 bervariasi rendah antara 0,64 1,55%. Unsur oksida lainnya memperlihatkan jumlah yang tidak bergitu bervariasi tinggi, yaitu : Na 2 O antara 1,75 4,66%; P 2 O 5 : 0,02 0,46%; CaO: 0,21-4,65% dan MnO : 0,05 0,16%. Dari kandungan SiO 2 nya, sebagai besar contoh batuan yang dianalisis adalah termasuk batuan andesit dan dasit, hanya dua contoh yang mempunyai kadungan SiO 2 paling rendah yang termasuk ke dalam kelompok batuan andesit-basaltik (B B-1 dan Pinang 8). Hal ini menunjukkan bahwa populasi batuan produk dari komplek volkanik Gunung Gede - Salak dan Rawa daerah Banten ini komposisinya berkisar dari andesit-basaltik, andesit hingga dasit seperti tertuang pada Gambar Foidite Picro Tephrite Basanite TephriPhonolite Phonotephrite ic Andesite Phonolite ic Trachyandesite Trachy Trachyandesite Andesite Trachyte Trachydacite Dacite Rhyolite Gambar 2. Diagram Klasifikasi Batuan Vulkanik Daerah Banten SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 G 3

4 TiO2 P2O5 Na2O Fe2O3 K2O FeO MnO Al2O3 MgO CaO SEMINAR NASIONAL ke-8 Tahun 2013 : Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi Dari perajahan batuan volkanik daerah Banten dalam diagram segitiga A (Na 2 O+K 2 O), F (FeO*) dan M (MgO) menurut Irvin dan Baragar (1971), diperlihatkan dengan jelas bahwa semua batuan andesit dan dasit tergolong kedalam afinitas batuan kalk-alkali, sedangkan batuan andesitbasaltik (B B-1 dan Pinang 8) tergolong kedalam afinitas toleit (Gambar 4.29). Beberapa ciri pola kimia batuan kalk-alkali tersebut adalah sebagai berikut : kandungan SiO 2 berkisar antara 53.61% %, Al 2 O 3 = 14.69%-17.89%; K 2 O = %; TiO 2 = 0.26 %-4 %. Sedangkan beberapa ciri pola kimia afinitas batuan toleit diantaranya kandungan SiO 2 berkisar antara 59-58%, K 2 O = %; TiO 2 = 0.76 %-0.77 %. Berdasarkan data Tabel 1 sampai dengan Tabel 3 diperoleh diagram seperti yang tertuang pada Gambar Gambar 3. Diagram variasi unsur utama terhadap SiO 2, batuan volkanik daerah Banten Kelompok himpunan batuan yang mempunyai kandungan SiO 2 kurang dari 53%, karena jumlah contohnya hanya dua, maka gambaran pola geokimia unsur utama batuannya tidak nampak. Sedangkan untuk kelompok yang mempunyai kandungan SiO 2 lebih dari 53%, dari diagram variasi terlihat bahwa unsur-unsur MgO, CaO dan Al 2 O 3 mempunyai korelasi negatif dengan SiO 2, begitu pula MnO, meskipun yang terakhir ini mempunyai sebaran yang lebih luas, yang berarti bahwa koefisien korelasinya relatif kecil. Sedang-kan korelasi positip dengan ditunjukkan dengan jelas oleh K 2 O. Besi yang dinyatakan sebagai FeO maupuin Fe 2 O 3 mempunyai kecende-rungan korelasi negatip dengan SiO 2, meskipun distribusi tititktitiknya agak sedikit menyebar. Pola kimia untuk unsur-unsur Na 2 O, TiO 2 dan P 2 O 5 dalam diagram variasi nampak menyebar, hal ini disebabkan oleh akumulasi felspar (Na 2 O), mineral opak (titanomagnetit) (TiO 2 ) dan apatit (P 2 O 5 ) yang tidak merata pada masing-masing batuan. Evolusi gunungapi di daerah penyelidikan, diawali dengan pembentukkan kompleks gunungapi Rawa Danau (G.Marikangen dan G.Pinang) yang berada di sebelah selatan. Produknya terdiri dari lava (satuan RDLv dan RDKs), dan batuan piroklastik Tufa Banten yang mencirikan tipe letusan eksplosif. Di sebelah utara kompleks gunungapi Rawa Danau berkembang kompleks gunungapi Gede-Salak berkomposisi basaltic andesit sampai dasit yang tersusun oleh aliran piroklastika, aliran lava dan kubah lava, serta beberapa kubah lava dari sistem kerucut samping, sehingga tipe letusan gunungapi Gede-Salak termasuk tipe ekplosif dan efusif. Berdasarkan gambaran geokimianya, sumber tektonik busur depan pada gunung Rawadano dan sekitarnya mempunyai kebolehjadian yang lebih besar jika dibandingkan dengan busur belakang pada Gede Merak. Karena tapak PLTN Keramatwatu berjarak 10 km dari Gn.Gede Merak dan 50 Km dari Rawadano maka bahaya aspek vulkanik Rawadano dapat diabaikan. KESIMPULAN Berdasarkan uraian sebelumnya, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: Hasil analisis geokimia batuan menunjukkan bahwa kandungan SiO 2 berkisar antara 52,09 69,53%; Al 2 O 3 antara 14,69-17,89%; K 2 O dan TiO 2 berturut-turut bervariasi antara 0,30 3,72% dan 0,26 1,04%. Kandungan MgO berkisar antara 1,48 9,18%; sedangkan Fe 2 O 3 * bervariasi rendah antara 0,64 1,55%. Unsur oksida lainnya memperlihatkan jumlah yang tidak bergitu bervariasi tinggi, yaitu : Na 2 O antara 1,75 4,66%; P 2 O 5 : 0,02 0,46%; CaO: 0,21-4,65% dan MnO : 0,05 0,16%. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 G 4

5 Batuan produk dari kompleks volkanik Gunung Gede-Salak dan Rawa Danau daerah Banten jenisnya dari andesit-basaltik, andesit hingga dasit dan sebagian besar tergolong ke dalam batuan afinitas kalk-alkali, kecuali batuan Gunung Pinang yang termasuk kedalam batuan afinitas toleit. Pola kimia himpunan batuan volkanik daerah Banten di dalam diagram variasi memperlihatkan penurunan besi dan MgO, CaO dan Al 2 O 3 berbareng dengan kenaikan SiO 2 dan K 2 O; pola demikian menunjukkan evolusi magmatik yang berafinitas kalk-alkali. Pola kimiawi unsur utama batuan volkanik daerah Banten dari hasil perajahan dalam diagram variasi (Harker) sebagian besar contoh batuan yang dianalisis menunjukkan pola yang sama, yang mengindikasikan adanya hubungan ko-genetik, terkecuali dua contoh dari Gunung Pinang yang memperlihatkan pola yang berbeda atau pola yang tidak sama. Tingkat bahaya Gn.Gede Merak yang berjarak 10 km dari tapak PLTN Keramatwatu relatif kecil karena kebolehjadian tektonik pada Gn. tersebut bersifat subduksi belakang, sedangkan tingkat bahaya Gn. Rawadano yang berjarak 50 km dari tapak PLTN Keramatwatu dapat diabaikan walaupun mempunyai tingkat kebolehjadian tektonik yang lebih tinggi DAFTAR PUAKA Djoharman, L., 1968, G. Karang, Sedikit Geologi Pendahuluan, Dinas Volkanologi, Seksi Petapi. Delaure, Ch., 1979, Geothermal Study, Banten Area, West Java, Volcanological Report, Exploration Division, Pertamina Geothermal Division IAEA, Safety Guide IAEA No. DS 405, Volcanic Hazard in Site Evaluation for Nuclear Power Plant, Martin, H, Effect of steeper Archean geothermal gradient on geochemistry of subduction-zone magmas, Geology Journal, Vol. 14, McCulloch, M. T, Sm-Nd isotopic constraints on the evolution of Precambrian crust in the Aus-tralian continent, Geodyn. Ser. Vol. 17, Pusat Pengembangan Energi Nuklir BATAN, Laporan Akhir Aspek Kegunungapian. Pekerjaan Survey Tapak di Banten oleh LAPI- ITB, Santoso, S., 1991, Peta Geologi Lembar Anyer, Jawa, sekala 1: , Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. Rusmana, E., Suwitodirdjo, K., Suharsono, 1991, Peta Geologi Lembar Serang, Jawa, sekala 1: , Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL, 14 Desember 2013 G 5