UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA TUGAS AKHIR MICHI OKTAVIANA

Transkripsi

1 UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA TUGAS AKHIR MICHI OKTAVIANA FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI SEMARANG SEPTEMBER 2017 i

2 UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Program Strata-1 pada Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro MICHI OKTAVIANA NIM FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI SEMARANG SEPTEMBER 2017 ii

3 iii

4 iv

5 v

6 KATA PENGANTAR Laporan tugas akhir ini, merupakan hasil penelitian yang membahas mengenai analisis geokimia fluida panasbumi. Fluida panasbumi secara umum terdapat dua jenis yaitu air dan uap atau gas, pada laporan ini secara khusus membahas geokimia fluida berupa air yang diperoleh dari manifestasi panasbumi. Analisis geokimia ini dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif, dalam analisis geokimia fluida panasbumi banyak metode yang dapat digunakan dan masingmasing metode memiliki tujuannya masing-masing. Untuk itu diperlukan pemilihan metode dan cara analisis yang sesuai dengan maksud dan tujuan penelitian. Pada laporan Tugas Akhir ini tujuan utamanya adalah untuk mengatahui gambaran sistem panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo- Banjarnegara, untuk mengetahui hal tersebut dilakukan beberapa analisis yang khusus sehingga dapat memberikan gambaran tersebut. Analisis tersebut berfokus pada data kimia seperti perbandingan konsentrasi Cl -, B +, Li +, isotop stabil Detrium ( 2 H) dan 18 O maupun jenis air yang kemudian dihubungkan dengan kondisi lapangan, sehingga dalam penyusunan. Tugas akhir ini selain dilakukan hasil data laboratorium dilakukan pula analisis data lapangan atau data primer. Penulis berharap penelitian Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi, menambah atau memperbaharui wawasan yang bermanfaat bagi pembaca. Selain itu penulis juga berharap peletian Tugas Akhir ini dapat dipergunakan sebaikbaiknya untuk kepentingan riset ke depan dalam rangka penerapan ilmu geologi dalam kehidupan sehari-hari. Semarang, September 2017 Penulis vi

7 HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH Selama penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada: 1. Allah SWT atas segala anugerah, rahmat, dan kelimpahannya dalam menjalani kehidupan serta yang telah memberikan petunjuk maupun kemudahan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 2. Segenap keluarga tercinta, Tsukasa Sato dan Rika Ayu Astuti atas segala doa, dukungan moril maupun materil, motivasi serta kasih sayangnya kepada penulis. 3. Bapak Ir. Hadi Nugroho, Dipl. EGS, MT. dan Bapak Najib, ST., M.Eng, Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi, Universitas Diponegoro periode sebelumnya dan periode saat ini atas dukungan akademis selama berkuliah di Teknik Geologi Undip. 4. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT., atas arahan akademis sebagai dosen wali selama berkuliah di Teknik Geologi Undip. 5. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT. dan Bapak Ahmad Syauqi Hidayatillah, ST., MT., selaku dosen pembimbing I dan dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan kritikan dan masukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 6. Segenap dosen, pegawai kampus, mahasiswa dan alumni Teknik Geologi Universitas Diponegoro atas segala pelayanan dan bantuannya selama ini. 7. Muhammad Afkarul Haq, ST., Nindyan Agna Ramadhan, ST., Muhammad Alamshah, Aulia Bunga Arini, dan Tri Omega Pahlawan, ST., selaku teman ketika pengambilan data lapangan., teman seperjuangan tugas akhir, maupun teman bertukar pikiran saat penyusunan laporan Tugas Akhir. 8. Deviana Shinta Maulana, ST., Mahira Anaqah Huwaina, ST., Anisa Nevi Saerina teman satu kost yang selalu memberikan dukungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 9. Teman-teman Teknik Geologi angkatan 2013 serta seluruh warga HMTG MAGMADIPA atas persaudaraan, keakraban dan kehangatan selama empat tahun belakangan ini. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis baik langsung maupun tidak langsung, selama pengerjaan tugas akhir ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Semarang, September 2017 Penulis vii

8 HALAMAN PERSEMBAHAN Untuk Mama dan Papa Tercinta viii

9 SARI Dieng merupakan salah satu kawasan vulkanik aktif di Indonesia yang memiliki potensi panasbumi sangat besar, banyak manifestasi yang dijumpai di lapangan dengan karakteristik yang cukup beragam seperti kolam lumpur, kawah, mataair panas, mataair hangat, batuan yang teralterasi, fumarol, endapan travertin, endapan sinter silika, telaga dan lain-lain. Sebaran dari manifestasi di Dieng ini juga sangat luas dari dataran tinggi dieng hingga ke kota Wonosobo, Banjarnegara dan sekitarnya. Selain itu sturktur geologi di daerah ini juga sangat kompleks. Kedua hal tersebut menyebabkan beberapa peneliti melakukan analisis guna mengetahui pembagian sistem panasbumi di Dieng, namun hanya di daerah Kaldera Tua Dieng yang dinilai memiliki nilai prospektivitas produksi tinggi. Analisis sistem panasbumi ini dilakukan dengan studi geokimia fluida khususnya air panas yang berasal dari manifestasi dan persebarannya, sehingga dapat diketahui apakah manifetasi tersebut berasal dari sumber maupun sistem panasbumi yang sama. Analisis geokimia yang digunakan antara lain adalah anion, kation, entalpi-cl -, geothermometer dan Cl - -B + -Li +. Ketika melakukan interpretasi pembagian sistem panasbumi selain digunakan data primer yaitu hasil analisis geokimia yang telah disebutkan sebelumnya ditambahkan pula data sekunder berupa data geofisika dengan metode gravity dan magneto-telluric. Setelah dilakukan analisis geokimia pada fluida, terdapat empat jenis air pada daerah penelitian ini yaitu air bikarbonat pada sampel manifestasi di daerah Bitingan Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, air asam sulfida pada sampel manifestasi di daerah kawah Sikidang, kawah Chandradimuka, Manggisan, air asam sulfat bikarbonat pada kawah Sileri, dan air asam sulfida-klorida pada sampel manifestasi di daerah Pulosari. Diagram ternary kation menunjukkan bahwa semua sampel memiliki konsentrasi Mg 2+ yang cukup banyak, mencirikan telah terjadi percampuran air magmatik dengan meteorik dan interaksi antara fluida dan batuan beku. Faktor yang mempengaruhi sistem panasbumi di daerah pemetaan adalah karakteristik fluida, karakteristik manifestasi, konsentrasi Cl -, B +, Li +, hubungan entalpi-cl -, isotope stabil Deuterium ( 2 H) dan 18 O, pelurusan, serta data geofisika berupa gravity dan magneto-telluric. Dengan memperhatikan faktor tersebut diinterpretasikan terdapat enam sistem panasbumi yang berbeda yaitu sistem panasbumi area Sikidang, sistem panasbumi area Chandradimuka, sistem panasbumi area Sileri, sistem panasbumi area Pulosari-Pejawaran, sistem panasbumi area Wanayasa, dan sistem panasbumi area Pakuwaja. Kata kunci: Sistem Panasbumi Area Dieng Kabupaten Wonosobo-Banjarnegara, Analisis Geokimia Fluida, Pembagian Sistem Panasbumi. ix

10 ABSTRACT Dieng is one of the most active volcanic area in Indonesia that has huge geothermal potential, many manifestations encountered in the field with quite diverse characteristics such as mud pools, craters, hot springs, warm springs, alterated rocks, fumaroles, travertine deposits, sinter silica deposits, lakes and others. Distribution of the manifestations in Dieng are also very wide from the plateau dieng to the city of Wonosobo, Banjarnegara and surrounding areas. In addition, the geological structure in this area is also very complex. Both of these causes some researchers to do analysis to determine the separation of geothermal systems in Dieng, but only in the area of Old Caldera Dieng which is considered to have a high prospective production value. The analyze of this geothermal system carried out by geochemical studies of fluids, especially hot water derived from manifestations and distribution, so it can be known whether the manifestation comes from the same source and geothermal system. Geochemical analyzes used include anions, cations, enthalpy- Cl -, geothermometers and Cl - -B + -Li +. Interpret the separation of geothermal systems other than the primary data used is the results of previous geochemical analysis data also added secondary data which is geophysical data with gravity and magneto-telluric method. After geochemical fluids analysis, there are four types of water in this research area, there are bicarbonate water in manifestation samples at Bitingan, Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, sulfide water in manifestation samples at Sikidang Crater, Chandradimuka Crater, Manggisan, sulfide-bicabonate water in manifestation sample at Sileri Crater, and sulfidechloride water in manifestation sample at Pulosari. From the ternary cations diagram it is known that all samples have a considerable concentration of Mg 2+ characterized by a mixture of magmatic water with meteoric water and the interaction between geothermal fluids and igneous rocks. Factors affecting the geothermal systems in the mapping area are fluid characteristics, characteristic manifestations, correlations between Cl - -B + -Li +, enthalpy-cl -, Deuterium ( 2 H) and 18 O stable isotope, lineament, and geophysical data of gravity and magnetotelluric. After considering of these factors, there are six different geothermal systems, namely Sikidang geothermal system, Chandradimuka geothermal system, Sileri geothermal system, Pulosari-Pejawaran geothermal system, Wanayasa geothermal system, and Pakuwaja geothermal system. Keywords: Geothermal System Dieng Wonosobo-Banjarnegara District, Geochemical Fluid Analysis, Geothermal Systems Separation. x

11 DAFTAR ISI COVER... i HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... v KATA PENGANTAR... vi HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH... vii HALAMAN PERSEMBAHAN... viii SARI... ix ABSTRACT... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xv BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang I.2 Permasalahan I.3 Tujuan Penelitian I.4 Batasan Masalah I.5 Waktu dan Lokasi Penelitian I.6 Sistematika Penulisan I.7 Penelitian Terdahulu BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 II.2 Fisiografi dan Morfologi Geologi Regional xi

12 II.3 Struktur Geologi II.4 Kegiatan Gunungapi di Komplek Gunungapi Dieng II.5 Pengertian Panasbumi II.6 Jenis-jenis Sistem Panasbumi II.6.1 Sistem Panasbumi Berdasarkan Jenis Fluida Produksi II.6.2 Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur Fluida II.7 Jenis-jenis Fluida Panasbumi II.8 Geokimia Fluida Air II.8.1 Anion dan Kation II.8.2 Geothermometer Unsur Terlarut BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1 Hipotesis III.2 Metode Penelitian III.3 Alat dan Bahan Penelitian III.3.1 Peralatan Penelitian III.3.2 Bahan Penelitian III.4 Tahapan Penelitian III.5 Diagram Alir BAB VI PEMBAHASAN IV.1 Manifestasi Panasbumi di Lokasi Pengamatan IV.1.1 Manifestasi Keluaran Fluida IV.1.2 Manifestasi Alterasi Batuan xii

13 IV.2 Analisis Kimia Fluida Air IV.2.1 Analisis Ion Balance Anion dan Kation IV.2.2 Analisis Karakteristik Fluida Panasbumi IV.2.3 Interaksi antara Fluida dan Lingkungan serta Perkiraan Reservoir Er ro IV.2.4 Isotop Stabil Deuterium dan 18 O IV.3 Diskusi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan V.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN I LAMPIRAN II LAMPIRAN III LAMPIRAN VI LAMPIRAN V LAMPIRAN VI xiii

14 LAMPIRAN VII LAMPIRAN VIII xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Fisiografi Pulau Jawa (Van Bemmelen, 1949 dalam ESDM, 2010)... Gambar 2.2 Stratigrafi Regional Daerah Penelitian menurut Condon dkk. (1996)... Gambar 2.3 Ilustrasi Komponen Panasbumi menurut Dickson dan Fanelli (2004)... Gambar 2.4 Diagram Ternary Geokima Air Berdasarkan Unsur (a) Anion Utama (b) Kation Utama menurut Giggenbach (1988)... Gambar 2.5 Pembagian Suhu Silika (Nicholson, 1993)... Error! Bookmark not Gambar 2.6 Diagram Ternary Na + -K + -Mg 2+ (Giggenbach, 1988)... Error! Bookmark not Gambar 2.7 Diagram Geothermometer Na + /K + (Nicholson, 1993)... Error! Bookmark not Gambar 2.8 Diagram Geothermometer Na + -K + -Ca 2+ dan Koreksi Mg 2+ (Nicholson, 1993)... Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian... Gambar 4.1 Peta Persebaran Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo-Banjaregara... Gambar 4.2 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 1... Error! Bookmark not Gambar 4.3 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 2... Error! Bookmark not Gambar 4.4 Manifestasi Aliran Air Hangat H-KB 2... Error! Bookmark not Gambar 4.5 Manifestasi Aliran Air Panas H-BT 2 (Haq, 2017)Error! Bookmark not Gambar 4.6 Manifestasi Mataairpanas pada Kawah H-CD 1 (Haq, 2017).. Error! Bookmark not Gambar 4.7 Manifestasi Mata Air Panas H-GI 1 (Haq, 2017).. Error! Bookmark not Gambar 4.8 Manifestasi Mataair Hangat H-MG 1 (Haq, 2017) Error! Bookmark not Gambar 4.9 Manifestasi Mataair Panas H-TG 1 (Haq, 2017)... Error! Bookmark not Gambar 4.10 Manifestasi Mataair Panas H-TG 2 Gambar 4.11 Manifestasi Mataair Panas (a) dan Terdapat Endapan Mineral Sinter Silika dan Travertine (b) H-PS 1... Gambar 4.12 Manifestasi Mataair Panas dalam Kolam Lumpur H-SK 2 (Haq, 2017)... xv

16 Gambar 4.13 Manifestasi Aliran Air Hangat (a) dan Endapan Mineral (b) AH-PJ 1... Gambar 4.14 Manifestasi Fumarol F-CD 1... Gambar 4.15 Manifestasi Kolam Lumpur K-SI 2 Gambar 4.16 Telaga Merdada... Gambar 4.17 Manifestasi Mataair Dingin (a) dan Alterasi Batuan (b) di Telaga Warna... Gambar 4.18 Telaga Pengilon... Gambar 4.19 Manifestasi Alterasi Batuan A-DI 1 Gambar 4.20 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 1... Error! Bookmark not Gambar 4.21 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 3... Error! Bookmark not Gambar 4.22 Manifestasi Alterasi Batuan A-CD 1... Error! Bookmark not Gambar 4.23 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 1... Error! Bookmark not Gambar 4.24 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 2... Error! Bookmark not Gambar 4.25 Manifestasi Alterasi Batuan (a) dan Fumarol (b) AF-SK 3... Error! Bookmark not Gambar 4.26 Manifestasi Alterasi Batuan A-TI 1 Gambar 4.28 Lokasi Pengambilan Sampel Manifestasi Sistem Panabumi Dieng Wilayah Wonosobo-Banjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium.. Error! Bookmark not Gambar 4.29 Hasil Pengeplotan Unsur Anion Cl -, HCO3 -, dan SO4 2- dalam Diagram Ternary oleh Giggenbach (1988)... Gambar 4.30 Hasil Pengeplotan Unsur Kation K +, Na +, dan Mg + dalam Diagram Ternary oleh Giggenbach (1988)... Gambar 4.31 Hasil Pengeplotan Unsur Kation Cl Gambar 4.32 Hasil Pengeplotan Perbandingan Unsur Cl - dan B + dalam Diagram B + /Cl -... Gambar 4.33 Hasil Pengeplotan Perbandingan Konsentrasi Unsur Cl... Error! Bookmark not 18 O (%)... Gambar 4.34 Hasil Pengeplotan Perbandingan Isotop Deuterium dan O Gambar 4.35 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo- Banjarnegara Berdasarkan Data Kimia... Gambar 4.36 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng oleh Boedihardi, dkk (1991)... xvi

17 Gambar 4.37 Data Geofisika Gravity (a) dan Magneto-Telluric (b) oleh Boedihardi, dkk (1991)... Gambar 4.38 Data Geofisika Magneto-Telluric oleh Layman E.B., dkk (2002)... Gambar 4.39 Peta Penampalan Data Geofisika di Kaldera Tua Dieng... Error! Bookmark not Gambar 4.40 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo- Banjarnegara... xvii

18 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasfikasi Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur (Dalam Saptadji, 2001)... Tabel 2.2 Persamaan Koreksi Mg 2+ untuk Geothermometer Na +- K + -Ca 2+ (Nicholson, 1993)... Tabel 4.1 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah Wonosobo- Banjarnegara... Tabel 4.2 Klasifikasi Intensitas Alterasi (Browne 1991, dalam Corbett dan Leach 1998)... Tabel 4.11 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah Wonosobo- Banjarnegara yang Dapat Dianalisis Di Laboratorium... Error! Bookmark not Tabel 4.12 Daftar Anion dan Kation Manifestasi Dieng Wilayah Wonosobo- Banjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium... Error! Bookmark not Tabel 4.13 Nilai Enatalpi Hasil Konfersi Temperatur Manifestasi... Error! Bookmark not Tabel 4.14 Tabel Isotop Deuterium dan 18 O... xviii