GEOLOGI, GEOKIMIA, DAN GEOFISIKA DAERAH PANAS BUMI SUMANI, PROVINSI SUMATERA BARAT

Transkripsi

1 GEOLOGI, GEOKIMIA, DAN GEOFISIKA DAERAH PANAS BUMI SUMANI, PROVINSI SUMATERA BARAT Dudi Hermawan, Sri Widodo, Robertus S, Dedi K, M.Kholid, A.Zarkasyi, Wiwid J Kelompok Penyelidikan Panas Bumi Pusat Sumber Daya Geologi SARI Daerah panas bumi Sumani terletak pada zona sesar besar Sumatera yang membentuk suatu zona depresi berarah baratlaut-tenggara di bagian tengah daerah penyelidikan. Di daerah ini terbentuk suatu kompleks gunungapi dengan produknya berupa batuan piroklastik dan lava dengan komposisi andesit-basaltik. Hasil pentarikhan umur pada batuan vulkanik termuda menunjukkan umur 0,8 ± 0,1 juta tahun atau pada Kala Plistosen. Sisa panas dari aktivitas vulkanik termuda ini diperkirakan merupakan sumber panas yang membentuk sistem panas bumi daerah Sumani. Manifestasi panas bumi daerah Sumani berupa pemunculan mata air panas dengan temperatur antara C yang pemunculannya sangat dipengaruhi oleh pola struktur sesar besar Sumatera. Fluida panas bumi di daerah Sumani mempunyai tipe klorida dan bikarbonat. Fluida panas ini mengalami interaksi dengan batuan sebelum membentuk air panas di permukaan. Manifestasi panas bumi Padang Belimbing diperkirakan merupakan upflow dari sistem panas bumi Sumani, sedangkan manifestasi lainnya diperkirakan merupakan outflownya. Temperatur reservoir diperkirakan sebesar 190 o C, yang termasuk entalpi sedang. Sebaran tahanan jenis rendah yang diperkirakan sebagai batuan penudung, anomali Bouguer tinggi dan zona demagnetisasi terletak di sebelah selatan di sekitar mata air panas Padang Belimbing, Tanjung Bingkuang, dan Lubuk Jange. Berdasarkan kompilasi data geologi, geokimia, dan geofisika, areal prospek panas bumi daerah Sumani diperkirakan berada di sekitar manifestasi panas bumi Padang Belimbing, Tanjung Bingkuang, dan Lubuk Jange dengan luas 20 km 2. Dengan asumsi tebal reservoir 1500 m, temperatur reservoir 190 o C dan temperatur cut off 150 C, potensi panas bumi daerah Sumani adalah 100 Mwe pada kelas cadangan terduga. Kata kunci : Manifestasi panas bumi, vulkanik, fluida, areal prospek, cadangan terduga.

2 PENDAHULUAN GEOLOGI Program percepatan pemenuhan energi nasional saat ini sedang digalakkan pemerintah. Salah satunya adalah dengan mempercepat pengembangan energi panas bumi sebagai energi baru terbarukan. Untuk mendukung program tersebut Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi dalam tahun anggaran 2011 melaksanakan survei terpadu panas bumi dengan metode geologi, geokimia dan geofisika di daerah Sumani, Provinsi Sumatera Barat. Maksud dan tujuan penyelidikan ini adalah untuk melokalisir pemunculan manifestasi panas di permukaan dan mengidentifikasi kondisi geologi serta karakteristik geokimia daerah Sumani. Dan lebih khusus adalah untuk mengetahui indikasi batuan perangkap panas, suhu fluida di kedalaman, konfigurasi batuan, struktur bawah permukaan, luas daerah prospek, model panas bumi dan potensi cadangan terduga. Secara geografis daerah panas bumi Sumani terletak pada koordinat antara BT BT dan LS LS atau mt dan ms, dengan luas daerah sekitar (23 x 22) km 2. Secara administratif sebagian besar termasuk dalam wilayah Kabupaten Solok, Provinsi Sumatera Barat, dan berjarak sekitar 60 km timurlaut dari Kota Padang (Gambar 1). Tataguna lahan daerah penyelidikan menurut data Departemen Kehutanan, yaitu Tataguna Hutan Kesepakatan, 1999, terbagi menjadi Hutan Lindung, Cagar Alam Lembah Anai, Hutan produksi, dan Areal Penggunaan Lain. Daerah panas bumi Sumani terletak pada zona sesar besar Sumatera yang membentuk suatu zona depresi di bagian tengah daerah survei yang dibatasi oleh sesar-sesar berarah baratlaut-tenggara. Di daerah ini terbentuk suatu kompleks gunungapi dengan produknya berupa batuan piroklastik dan lava dengan komposisi andesit-basaltik. Morfologinya terdiri dari satuan morfologi perbukitan vulkanik, morfologi perbukitan non vulkanik, dan morfologi pedataran. Batuan tertua yang tersingkap adalah batuan meta batugamping berumur Perm-Karbon yang merupakan batuan malihan dari batugamping terumbu. Pada awal Trias terjadi lagi proses pemalihan yang mengakibatkan terbentuknya batuan di sebelah timur zona depresi yang kemuculannya dikontrol oleh struktur sesar berarah barat-laut-tenggara. Pada akhir Trias terjadi aktivitas magmatik yang mengakibatkan munculnya batuan terobosan granit yang menerobos satuan batuan lain yang lebih tua. Penyebaran batuan granit ini cukup luas di sebelah timur daerah survei dan diperkirakan merupakan suatu tubuh batolit. Aktivitas magmatik ini kembali terjadi pada Kala Miosen yang ditandai dengan munculnya batuan terobosan andesit yang diperkirakan berbentuk retasretas atau dike. Aktivitas tektonik Pli-Plistosen menyebabkan teraktivasinya kembali sesar besar Sumatera yang membentuk suatu zona depresi di bagian tengah daerah survei yang kemudian diikuti pembentukan endapan danau yang mengisi zona depresi tersebut. Aktivitas vul-

3 kanik kemudian terjadi pada Kala Plistosen yang diindikasikan dengan pembentukan lava Tinjau Laut. Setelah pembentukan lava Tinjau Laut itu kemudian terjadi erupsi yang menghasilkan produk batuan piroklastik Tinjau Laut. Erupsi ini menyebabkan terjadinya kekosongan di perut bumi sehingga akibat gaya gravitasi terjadi collapse di bagian puncak Bukit Tinjau Laut yang dicirikan dengan adanya struktur rim kaldera. Erupsi ini terjadi beberapa kali dalam suatu periode sehingga terdapat beberapa bentukan struktur rim kaldera dan kawah. Aktivitas magmatik ini kemudian memanasi air bawah permukaan sehingga membentuk kantong-kantong hidrotermal. Kemudian akibat dari lebih besarnya tekanan fluida hidrotermal ini daripada tekanan litostatis batuan mengakibatkan terjadinya erupsi hidrotermal berupa erupsi freatik yang membentuk endapan freatik di beberapa tempat. Aktivitas vulkanik ini kemudian berkembang di sebelah utara Bukit Tinjau Laut yang ditandai dengan pembentukan lava Gajah Dubalang dan lava Cubadak. Dari hasil pentarikhan umur batuan, diketahui bahwa aktivitas vulkanik terakhir ini tejadi pada 0,8 juta tahun yang lalu atau pada Kala Plistosen. Selanjutnya, proses erosi yang berlangsung sampai saat ini menghasilkan endapan aluvium seperti yang banyak terdapat di sepanjang pedataran dan sungai-sungai besar (Gambar 2). Manifestasi Panas Bumi Manifestasi panas bumi di daerah Candi Umbul Telomoyo berupa mata air panas yang pemunculannya tersebar di lima lokasi yaitu air panas Karambia, Lawi, Lakuak, Tubatiah, dan air panas Lubuk Jange. Air panas Karambia (APK), berada di pinggir sungai Batang Sumani, di ujung Pemukiman Penduduk Jorong Padang Belimbing, Mata air panas ini muncul di pinggir sungai batang Sumani. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 71,6 o C, temperatur udara 32,8 o C dengan ph 6,80, daya hantar listrik 5800 µmhos/cm dan debit 0,1 l/detik. Mata air panas relatif jernih, tawar, terdapat sinter karbonat. Dasar permukaan berwarna coklat dari oksida besi. Air panas Lawi (APLA), berada di Jorong Padang Belimbing berdekatan dengan aliran sungai kecil di sekitar kebun penduduk. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 58,5 0 C, temperatur udara 27,1 0 C dengan ph 7,14, daya hantar listrik 5700 µmhos/cm dan debit 0,5 l/detik. Mata air panas relatif jernih, agak asin, terdapat sinter karbonat. Air panas Lakuak (APL), berada di Jorong Lakuak dekat pesawahan. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 35,2 0 C, temperatur udara 27,2 0 C dengan ph 6,39, daya hantar listrik 4480 µmhos/cm dan debit 1,0 l/detik. Mata air panas relatif jernih, rasa kecut, tidak berbau, terdapat sinter karbonat. Dasar permukaan berwarna coklat dari oksida besi. Air panas Tubatiah (APT), berada di Jorong Ujung Ladang, di pinggir jalan setapak menuju kebun penduduk. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 35,8 0 C, temperatur udara 24,8 0 C dengan

4 ph 6,44, daya hantar listrik 448 µmhos/cm dan debit 0,1 l/detik. Mata air panas relatif jernih, tawar, tidak berbau, tidak terdapat sinter karbonat ataupun sinter silika. Air panas Lubuk Jange (APLJ), berada di Jorong Lembang, di sekitar pesawahan. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 34,9 0 C, temperatur udara 32,0 0 C dengan ph 6,44, daya hantar listrik 417 µmhos/cm dan debit 0,2 l/detik. Mata air panas relatif jernih, tidak berasa, tidak berbau, tidak terdapat sinter karbonat ataupun sinter silika. Air panas Padang Ganting (APPG), mata air panas ini terletak di Jorong Padang Ganting, Nagari Padang Ganting, Kecamatan Tanjung Emas, Kabupaten Tanah Datar (luar lokasi penyelidikan). Manifestasi tersebut berada di sekitar lingkungan pariwisata pemandian dan kolam renang. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 51,8 0 C, temperatur udara 27,3 0 C dengan ph 7,04, daya hantar listrik 570 µmhos/cm dan debit 5 l/detik. Mata air panas relatif jernih, tidak berasa, tidak berbau, tidak terdapat sinter karbonat ataupun sinter silika. Dari hasil perhitungan pada manifestasi yang ada di daerah penyelidikan didapat nilai heat loss 700 kw th (kilo Watt Thermal). tipe klorida dan bikarbonat, terletak pada zona partial equilibrium dan immature water, dan mempunyai keseimbangan pengaruh Cl, Li, dan Boron, serta terjadi pengkayaan oksigen (Gambar 3, Gambar 4, Gambar 5, dan Gambar 6). Hal ini menunjukkan bahwa fluida panas berasal dari kedalaman yang membawa senyawa kimia terlarut sebagai hasil interaksi fluida panas dengan batuan di kedalaman, dan pada permunculannya ke permukaan mengalami pencampuran dengan air permukaan. Berdasarkan karakteristik tersebut, maka untuk mengetahui temperatur reservoir panas bumi daerah Sumani dipergunakan analisis model pencampuran silika (silica mixing model). Model ini menunjukkan fluida reservoir mempunyai enthalpy sekitar 810 kj/kg yaitu ekuivalen pada suhu sekitar 190 o C, sehingga temperatur reservoir panas bumi daerah Sumani diperkirakan sebesar 190 o C. Anomali Hg tinggi tersebar di sekitar pemunculan mata air panas Karambia dan di bagian baratdaya yang diperkirakan berasosiasi dengan struktur kaldera. Sedangkan di bagian timur daerah penyelidikan, anomali Hg tinggi diperkirakan timbul akibat aktivitas geologi berupa struktur dan rekahan yang banyak terdapat di daerah tersebut (Gambar 7). Pola penyebaran CO 2 tidak terdapat anomali yang berarti dan relatif merata dengan nilai konsentrasi CO 2 1,26 %. GEOKIMIA Karakteristik kimia air panas di daerah Sumani menunjukkan mata air panas mempunyai

5 GEOFISIKA Hasil survei geolistrik tahanan jenis memperlihatkan zona tahanan jenis rendah tersebar di bagian timurlaut dan memanjang ke arah selatan (Gambar 8). Sedangkan daerah yang diperkirakan sebagai zona prospek panas bumi adalah daerah dengan tahanan jenis rendah yang terdapat di bagian selatan. Zona prospek ini diindikasikan dengan keberadaan manifestasi mata air panas Sumani dan Tanjung Bingkuang. Daerah prospek diduga masih menerus ke arah barat yang diindikasikan dengan keberadaan zona yang teralterasi hidrotermal meluas ke arah barat. Tahanan jenis rendah yang diperkirakan sebagai batuan penudung pada sistem panas bumi Sumani masih belum bisa dipastikan luasan dan kedalamannya, karena tahanan jenis rendah ini masih memiliki nilai yang sulit dibedakan dengan nilai tahanan jenis rendah yang diakibatkan respon dari batuan aluvium. Model tahanan jenis menunjukkan adanya lapisan bertahanan jenis rendah dengan nilai <10 ohmm di sekitar mata air panas Sumani dan Tanjung Bikung dengan ketebalan meter. Lapisan ini diikuti lapisan batuan dengan nilai tahanan jenis antara Ohm-m dengan ketebalan yang belum dapat dipastikan. Tahanan jenis rendah ini diperkirakan sebagai lapisan penudung dari sistem panas bumi Sumani. Sedangkan batas bawah dari lapisan penudung belum dapat dipastikan dari metode geolistrik. Anomali gaya berat sisa (Gambar 9) memperlihatkan beberapa liniasi kontur yang mengindikasikan adanya struktur geologi berupa sesar. Kelurusan di bagian tengah memilki arah baratlaut-tenggara, diduga merupakan struktur utama Sumatera dan diperkirakan mengontrol keberadaan mata air panas Lubuk Jange. Pola kelurusan terlihat juga di bagian baratdaya dengan arah liniasi baratdaya-timurlaut. Kelurusan berarah baratdaya-timurlaut ini diperkirakan mengontrol kemunculan mata air panas Lawi, Karambia dan Lakuak. Nilai anomali rendah di bagian tengah yang diapit oleh nilai tinggi memperkuat kontrol Sesar Sumatera yang membentuk zona depresi/graben. Daerah sekitar manifestasi panas bumi Sumani, Tanjung Bingkung terdapat anomali tinggi dengan pola kontur tertutup. Anomali tinggi dengan pola tersebut mengindikasikan adanya suatu tubuh batuan berdensitas tinggi yang mungkin berupa batuan plutonik. Anomali geomagnet hasil upward continuation dan reduksi ke ekuator lebih jelas menggambarkan sebaran batuan permukaan, terutama anomali tinggi di bagian baratdaya dan baratlaut. Anomali tinggi di baratdaya merupakan respon batuan lava Tinjau Laut, sedangkan yang di baratlaut adalah respon batuan lava Cubadak dan Gajah Dubalang yang merupakan lava yang terbentuk dari perkembangan aktivitas vulkanik yang membentuk Lava Tinjau laut. Liniasi-liniasi dari anomali magnet sangat mencerminkan kelurusan dari struktur besar Sumatera yang berarah baratlaut-tenggara. Zona depresi yang membentuk graben juga terindikasi secara jelas dari kelurusan anomali magnet. Demagnetisasi batuan yang terjadi di daerah Sumani terindikasi di sekitar manifestasi air

6 panas Tubatiah, Lakuak, Lawi dan karambia. Zona demagnetisasi ditandai dengan anomali magnet rendah seperti yang diperlihatkan pada peta UWC 750, RTE dan RTP (Gambar 10) dengan tanda lingkaran putus-putus warna biru. Sedangkan lingkaran putus-putus hitam yang berada di bagian tengah diduga merupakan respon batuan piroklastik produk Tinjau Laut. PEMBAHASAN membentuk air panas di permukaan. Manifestasi panas bumi Padang Belimbing diperkirakan merupakan upflow dari sistem panas bumi Sumani, sedangkan manifestasi lainnya diperkirakan merupakan outflownya. Berdasarkan penghitungan geotermometer pencampuran silika (silica mixing), maka temperatur bawah permukaan yang berhubungan dengan reservoir panas bumi diperkirakan sekitar 190 o C yang termasuk temperatur sedang. Pembentukan sistem panas bumi di daerah Sumani diperkirakan berkaitan erat dengan aktivitas vulkanik Tinjau Laut yang masih menyimpan sisa panas dari dapur magma (Gambar 11). Sisa panas tersebut berperan sebagai sumber panas yang memanasi air bawah permukaan yang kemudian naik melalui celah-celah/rekahan dan terperangkap dalam reservoir panas bumi. Reservoir ini diduga terdapat pada satuan batuan meta batugamping yang kaya akan rekahan dan bersifat permeabel. Interaksi antara fluida panas yang tersimpan di reservoir dengan batuan di sekitarnya menghasilkan batuan penudung (cap rock) yang bersifat impermeable. Batuan penudung inilah yang menyebabkan pergerakan fluida panas yang terdapat di lapisan reservoir tertahan untuk sampai ke permukaan. Batuan penudung ini diperkirakan terdapat pada batuan vulkanik Tersier dan batuan meta batugamping yang diduga telah mengalami ubahan. Fluida panas bumi di daerah Sumani mempunyai tipe klorida dan bikarbonat. Fluida panas berasal dari kedalaman yang kemudian mengalami interaksi dengan batuan sebelum Tahanan jenis rendah yang diperkirakan berhubungan dengan pembentukan sistem panas bumi dan merupakan daerah prospek panas bumi tersebar di sekitar mata air panas Sumani dan Tanjung Bingkuang. Deliniasi prospek dari data geolistrik dipertegas oleh anomali Bouguer yang tinggi yang membentuk kontur tertutup dan diperkirakan sebagai tubuh plutonik yang memiliki energi panas. Zona prospek panas bumi juga terdeteksi oleh zona demagnetisasi sebagai indikasi adanya perubahan nilai magnet akibat aktivitas fluida panas. Berdasarkan kompilasi data geologi, geokimia, dan geofisika, area prospek panas bumi Sumani berada di daerah sekitar manifestasi panas bumi Padang Belimbing, Tanjung Bingkuang, dan Lubuk Jange dengan luas 20 km² (Gambar 12). Dengan asumsi tebal reservoir 1,5 km, temperatur reservoir 190 o C, dan temperatur cut off 150 o C, diperoleh potensi energi panas bumi pada kelas cadangan terduga sebesar 100 Mwe.

7 KESIMPULAN Sistem panas bumi di daerah Sumani terbentuk dengan adanya panas dari sisa panas (dapur magma) yang muncul akibat aktivitas vulkanik terakhir komplek Tinjau Laut. Aktivitas ini membentuk kerucut lava Gajah Dubalang dan lava Cubadak yang muncul di sebelah utara Bukit Tinjau Laut. Sisa panas dari aktivitas vulkanik komplek Tinjau Laut ini menopang aktivitas sistem panas bumi sehingga terbentuknya reservoir di daerah panas bumi Sumani. Sistem panas bumi daerah Sumani termasuk ke dalam tipe vulkanik kompleks gunungapi. Temperatur reservoir diperkirakan sekitar 190 o C yang termasuk tipe sistem panas bumi bertemperatur sedang. Konsentrasi Hg tanah relatif tinggi mendukung posisi zona upflow daerah Sumani yang ada di sekitar manifestasi air panas Padang Belimbing memanjang ke arah baratdaya, sedangkan konsentrasi CO 2 udara tanah tidak menunjukkan adanya anomali yang berarti. Area prospek panas bumi Sumani berada di daerah sekitar manifestasi panas bumi Padang Belimbing, Tanjung Bingkuang, dan Lubuk Jange. Area prospek ini dideliniasi oleh hasil metode geologi (pola struktur geologi dan zona kerapatan kelurusan struktur tinggi), geokimia (anomali Hg tinggi), dan geofisika (tahanan jenis rendah, anomali Bouguer tinggi, zona demagnetisasi) dengan luas kurang lebih 20 km 2. Dengan temperatur reservoir sekitar 190 o C, potensi energi panas bumi di daerah Sumani sebesar kurang lebih 100 MWe memungkinkan untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik dan pemanfatan langsung, dengan mempertimbangkan peluang dan hambatan pengembangan di daerah tersebut. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kami ucapkan kepada para Pejabat Pusat Sumber Daya Geologi dan semua pihak yang membantu dalam pembuatan tulisan ini, yang telah memberi kemudahan dalam mengakses data yang diperlukan. DAFTAR PUSTAKA Bemmelen, R.W. Van (1949), dalam bukunya The Geology of Indonesia. Burger, H.R., 1992: Exploration Geophysics of shallow Sub Surface, Prentice Hall Direktorat Inventarisasi Sumber Daya Mineral, (1994), Survei Terpadu Panas Bumi Bukit Kili, Provinsi Sumatera Barat Fournier, R.O., 1981, Application of Water Geochemistry Geothermal Exploration and Reservoir Engineering, Geothermal System: Principles and Case Histories, John Willey & Sons. New York. Giggenbach, W.F., 1988, Geothermal Solute Equilibria Deviation of Na-K-Mg Ca Geo- Indicators, Geochemica Acta 52. pp

8 Lawless, J., 1995, Guidebook: An Introduction to Geothermal System, Short course. Unocal Ltd, Jakarta. Telford, W.M. et al, Applied Geophysics, Cambridge University Press. Cambridge. Mahon K., Ellis, A.J., 1977, Chemistry and Geothermal System, Academic Press Inc, Orlando. P.H. Silitonga dan Kastowo, (1995), Geologi Lembar Solok, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.

9 BUKU 1 : BIDANG ENERGI Gambar 1. Peta indeks lokasi penyelidikan Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi Sumani, Provinsi Sumatera Barat

10 Gambar 3. Diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 Gambar 4. Diagram segitiga Na-K-Mg Gambar 5. Diagram segitiga Cl-Li-B Gambar 6. Grafik isotop 18O vs Deteurium

11 Gambar 7. Peta kontur sebaran Hg tanah daerah Sumani Peta Tahanan Jenis AB/2=1000 m Gambar 8. Peta dan penampang tahanan jenis daerah panas bumi Sumani

12 Peta Interpretasi Gaya Berat Liniasi gaya berat Manifestasi panas bumi Gambar 9. Peta interpretasi gaya berat daerah panas bumi Sumani Gambar 10. Peta interpretasi anomali magnet RTE (kiri) dan RTP (kanan)

13 Gambar 11. Model sistem panas bumi tentatif daerah panas bumi Sumani Gambar 12. Peta zona prospek panas bumi berdasarkan kompilasi geologi, geokimia, dan geofisika

14