BAB I PENDAHULUAN. Ellis and Mahon (1977) menjelaskan bahwa energi panas bumi merupakan

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Ellis and Mahon (1977) menjelaskan bahwa energi panas bumi merupakan energi yang tersimpan dalam air panas ataupun uap panas pada kondisi geologi tertentu yang terletak beberapa kilometer di dalam kerak bumi. Nicholson (1993) menjelaskan bahwa temperatur, permeabilitas dan tipe fluida hidrotermal merupakan parameter penting dalam sistem panas bumi. Sistem panas bumi yang baik untuk dikembangkan memiliki temperatur tinggi sebesar > 180 C, permeabilitas besar dan fluida netral. Studi alterasi hidrotermal dilakukan untuk mengetahui nilai temperatur, permeabilitas dan tipe fluida hidrotermal ketika kumpulan mineral hidrotermal terbentuk. Hasil studi alterasi hidrotermal dibandingkan dengan data pemboran, data geokimia dan temperatur pengukuran langsung sehingga diketahui dinamika sistem panas bumi. Studi alterasi hidrotermal dapat dilakukan melalui metode petrografi dan difraksi sinar X (X-Ray Diffraction/XRD). Metode difraksi sinar X memiliki keunggulan dapat mengidentifikasi berbagai jenis mineral dalam suatu batuan terutama jenis mineral lempung yang sulit diidentifikasi melalui metode petrografi. Salah satu lapangan panas bumi di Indonesia yang memiliki potensi untuk dikembangkan adalah lapangan panas bumi Beta, Ambon. Lapangan panas bumi Beta terletak di Pulau Ambon, Provinsi Maluku dengan potensi sebesar 100 MW

2 2 (Kementerian ESDM, 2012). Pengembangan lapangan panas bumi tersebut harus dilakukan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik masyarakat Ambon. Ambon memiliki daya listrik sebesar 54 MW dengan beban puncak energi listrik sebesar 50 MW. Pemenuhan energi listrik Ambon saat ini bergantung pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) di mana ketersediaan bahan bakar minyak semakin terbatas. Kebutuhan energi listrik Ambon meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk. Pemadaman listrik sering terjadi di Ambon karena kebutuhan energi listrik yang besar sementara beberapa mesin diesel rusak sehingga beban puncak energi listrik semakin meningkat. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah tersebut adalah pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Energi listrik dari PLTP memiliki keunggulan karena bersifat indigenous atau dapat dimanfaatkan di tempat, ramah lingkungan, bersifat terbarukan dan berkelanjutan. Pemboran sumur Beta-01 lapangan panas bumi Beta dilakukan pada Desember 2010 hingga kedalaman 932,65 mku. Studi geologi permukaan, alterasi hidrotermal, geokimia mata air panas, geotermometer, hidrogeologi dan geofisika lapangan panas bumi Beta dilakukan PT. PLN (Persero). Studi alterasi hidrotermal bawah permukaan yang dilakukan PT. PLN (Persero) berupa analisis megaskopis inti bor dan serbuk bor, petrografi, difraksi sinar X dan inklusi fluida. Analisis petrografi dilakukan pada 13 sampel, analisis difraksi sinar X dilakukan pada 4 sampel dan analisis inklusi fluida dilakukan pada 2 sampel. Analisis difraksi sinar X dilakukan pada sampel kedalaman 624 mku, 730 mku, 779 mku A dan 779 mku B. Analisis 4 sampel difraksi sinar X tersebut belum mewakili kedalaman

3 3 sumur sehingga diperlukan analisis sampel yang mewakili keseluruhan kedalaman sehingga didapatkan informasi yang lebih akurat dan detail. Informasi mineral alterasi hidrotermal bawah permukaan yang rinci dapat digunakan untuk prognosis pemboran sumur selanjutnya. Prognosis pemboran disiapkan untuk strategi pemboran dan mitigasi masalah pemboran selanjutnya. I.2 Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi mineral hidrotermal terutama mineral lempung. Tujuan penelitian ini adalah menginterpretasi temperatur, permeabilitas dan tipe fluida panas bumi pada sistem saat pembentukan kumpulan mineral alterasi hidrotermal terutama mineral lempung. I.3 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai metode difraksi sinar X untuk studi alterasi hidrotermal. Studi alterasi hidrotermal bawah permukaan sumur Beta-01 dapat digunakan untuk melengkapi informasi yang sudah ada. Informasi tersebut dapat digunakan dalam pengembangan lapangan panas bumi Beta dan prognosis pemboran selanjutnya. I.4 Informasi Daerah Penelitian Daerah penelitian berada di daerah Tulehu dan Suli, Kecamatan Salahutu, Kabupaten Maluku Tengah, Provinsi Maluku, Pulau Ambon. Daerah penelitian

4 4 merupakan lapangan panas bumi seluas 1339 ha yang berada pada koordinat mt dan mu. Lokasi sumur Beta-01 berada pada koordinat mt dan mu (Gambar I.1). Sumur Beta-01 merupakan sumur pemboran pertama di Pulau Ambon. I.5 Ruang Lingkup Pekerjaan Lingkup pekerjaan yang dilakukan pada penelitian ini meliputi: 1. Identifikasi mineral hidrotermal terutama mineral lempung dengan metode difraksi sinar X. Metode difraksi sinar X yang dilakukan meliputi analisis sampel bulk dan preparat mineral lempung. Analisis preparat mineral lempung dilakukan dengan perlakuan air dried, glikolasi dan pemanasan. 2. Integrasi hasil analisis difraksi sinar X dengan: a. Kajian kondisi geologi permukaan melalui studi pustaka b. Deskripsi inti bor dan serbuk bor yang meliputi karakteristik litologi, mineralogi primer, mineralogi sekunder dan urat hidrotermal c. Data sekunder berupa data petrografi, inklusi fluida, geokimia mata air panas dan temperatur Horner 3. Hasil penelitian dibandingkan dengan lapangan panas bumi lain dengan tatanan geologi yang mirip

5 Gambar I.1. Peta indeks lapangan panas bumi Beta. Lapangan panas bumi Beta terletak di Pulau Ambon. 5

6 6 I.6 Waktu Penelitian Penelitian mulai dilakukan pada bulan Juni 2014 dan berlangsung selama sembilan bulan. Tahapan penelitian meliputi tahap pendahuluan (perumusan masalah, studi pustaka dan penyusunan hipotesis), pengambilan data primer, integrasi data dan interpretasi serta tahap pelaporan. Rincian waktu penelitian dapat dilihat pada Tabel I.1. Tabel I.1. Waktu penelitian Tahapan Penelitian Tahap pendahuluan (perumusan masalah, studi pustaka, penyusunan hipotesis) Tahap pengambilan data primer (deskripsi inti bor dan serbuk bor, preparasi sampel, analisis laboratorium) Tahap integrasi data dan interpretasi Tahap pelaporan Waktu Penelitian Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des Jan Feb I.7 Penelitian Terdahulu Van Bemmelen (1949) melakukan penelitian geologi di Pulau Ambon. Batuan tertua yang dijumpai di Pulau Ambon adalah batupasir, batugamping, serpih dan radioralit berumur Trias. Batuan tersebut diintrusi oleh batuan plutonik dan terdapat ekstrusi batuan vulkanik (peridotit, diabas, granit dan ambonit). Pulau Ambon mengalami pengangkatan dan batuan tersebut diintrusi oleh granit. Proses tersebut mengakibatkan aktivitas vulkanik aktif. Pulau Ambon mengalami

7 7 penurunan (subsidance) hingga 500 m di bawah permukaan laut namun aktivitas vulkanik tetap berlangsung. Pengangkatan secara intermiten pada Kuarter menghasilkan batugamping koral. Alterasi pada batugamping dan detritus kasar kemungkinan disebabkan oleh penurunan yang terjadi secara minor. Poorter et al. (1989) melakukan penelitian geokimia mata air panas dan gas fumarol di Kepulauan Banda. Keterdapatan mata air panas di Tulehu, Ambon dan Haruku diduga berkaitan dengan sesar ekstensi pada daerah tersebut. Kandungan Cl yang tinggi pada mata air panas di Tulehu diperkirakan berasal dari reservoar. Mata air panas di Tulehu memiliki kandungan Ca dan HCO3 yang tinggi disebabkan oleh interaksi antara fluida panas bumi dengan batugamping. TNa-K-Ca menunjukkan temperatur reservoar 184 o C dan 203 C. Tsilika menunjukkan bahwa Ambon memiliki temperatur reservoar minimal 179 C. Tjokrosapoetro dkk. (1993) melakukan penelitian geologi di Pulau Ambon, Pulau Haruku dan sebagian Pulau Seram. Penelitian geologi yang dilakukan meliputi stratigrafi dan struktur geologi skala 1: Stratigrafi Pulau Ambon terbagi menjadi lima formasi antara lain Batuan ultramafik, Granit Ambon, Batuan gunungapi Ambon, Formasi Kanikeh, Batugamping koral dan Aluvium. Struktur geologi di Pulau Ambon berupa sesar turun berarah Timur Laut-Barat Daya, sesar turun berarah Tenggara-Barat Laut dan sesar geser sinistral. Marini and Susangkyono (1999) melakukan penelitian geokimia mata air panas di Tulehu, Ambon. Metode yang dilakukan berupa kegiatan lapangan dan analisis laboratorium. Metode lapangan yang dilakukan antara lain pengambilan sampel, pengukuran temperatur dan ph mata air panas. Analisis laboratorium yang

8 8 dilakukan berupa analisis kandungan Li, Na, K, Mg, Ca, Fe, Al, Cl, SiO2, SO4 dan alkalinitas. Tipe fluida mata air panas daerah ini antara lain fluida kalsiumbikarbonat, sodium-klorida dan sodium-klorida-bikarbonat. Fluida sodiumkhlorida merupakan fluida yang bersirkulasi pada reservoar dengan entalpi tinggi. Fluida kalsium-bikarbonat merupakan fluida hasil interaksi air meteorik dengan batugamping sedangkan fluida sodium-klorida-bikarbonat berasal dari interaksi antara fluida panas bumi dengan batugamping. Geotermometer Na-K menunjukkan bahwa temperatur reservoar sebesar C. Setyawan dan Supriyadi (1996) melakukan penelitian geologi dan pengembangan wilayah Teluk Ambon. Satuan morfologi Ambon terbagi menjadi dua yaitu morfologi perbukitan tinggi dan morfologi dataran pantai. Stratigrafi Ambon terdiri atas batuan ultrabasa berumur Perm dan di atasnya menumpang secara tidak selaras Formasi Kanikeh. Batuan gunungapi Ambon menumpang di atas formasi Kanikeh secara tidak selaras dan batugamping menumpang secara tidak selaras di atas batuan gunungapi Ambon. Teras-teras batugamping terbentuk ketika pengangkatan Pulau Ambon pada Pliosen-Pleistosen Awal. Endapan sedimen Pulau Ambon tersusun atas sedimen berukuran lempung, pasir dan kerikil. Batuan granit yang terdapat di Ambon merupakan batuan terobosan berumur Pliosen Tengah-Pliosen Akhir. Struktur geologi utama Pulau Ambon berupa sesar turun berarah Timur Laut-Barat Daya. Sumber daya geologi yang terdapat di Pulau Ambon antara lain batuan beku, batugamping, pasir dan air tanah. Potensi bencana geologi di daerah ini antara lain gempa bumi, gerakan massa, banjir dan erosi.

9 9 PT. PLN (2009) melakukan studi geosains pendahuluan berupa studi geologi, alterasi hidrotermal, geokimia, geotermometer, hidrogeologi dan geofisika. Geologi daerah penelitian dibagi menjadi 13 satuan batuan yaitu satuan batupasir, satuan lava basal Tanjung, satuan lava andesit Salahutu 1, satuan lava andesit Salahutu 2, satuan lava andesit Bukitbakar, satuan piroklastik Bukitbakar, satuan piroklastik Huwe, satuan piroklastik Simalopu, satuan piroklastik Salahutu, satuan piroklastik Kadera, satuan piroklastik Eriwakang, satuan batugamping dan endapan alluvium. Manifestasi panas bumi lapangan panas bumi Beta berupa mata air panas, fumarol dan batuan teralterasi. Daerah penelitian memiliki resapan air tanah sedang-tinggi dengan sistem akuifer melalui media rekahan. Mata air panas Tulehu memiliki kandungan Cl yang tinggi. Mineral hidrotermal bawah permukaan merupakan hasil proses pengendapan langsung dan penggantian. Mineral hidrotermal tersebut antara lain kuarsa, albit, adularia, epidot, prehnit, zeolit, kalsit, wairakit, anhidrit, laumontit, magnetit, hematit, pirit, dan mineral lempung. Keterdapatan epidot mengindikasikan temperatur sistem panas bumi yang tinggi. Kumpulan mineral epidot, kuarsa, wairakit, kalsit dan khlorit mengindikasikan fluida netral di lapangan panas bumi ini. Permeabilitas masa lampau tinggi namun sebagian terisi oleh mineral sekunder berupa kalsit, kuarsa, khlorit dan epidot Pengisian rongga atau rekahan oleh mineral sekunder menyebabkan permeabilitias berkurang. Vandani (2015) melakukan penelitian litologi bawah permukaan sumur Beta-01 lapangan panas bumi Beta, Ambon dan studi alterasi hidrotermal dengan metode petrografi. Litologi bawah permukaan sumur Beta-01 tersusun atas satuan

10 10 tuf dengan sisipan breksi vulkanik dan satuan breksi vulkanik dengan sisipan lava andesit. Mineral hidrotermal yang diidentifikasi melalui metode petrografi antara lain kuarsa, adularia, aktinolit, zeolit, prehnit, khlorit, serisit, kalsit, apatit, pirit, hematit dan anhidrit. Temperatur sumur Beta-01 diperkirakan mencapai >240 C berdasarkan keterdapatan epidot, aktinolit dan prehnit. Permeabilitas masa lampau sumur Beta-01 baik diindikasikan oleh keterdapatan adularia. Permeabilitas tersebut mengalami penurunan karena rekahan/rongga-rongga batuan terisi oleh mineral sekunder. Permeabilitas masa kini ditunjukkan oleh hilang sirkulasi pada sumur Beta-01. Tipe fluida masa lampau sumur Beta-01 antara lain fluida asam dan fluida netral. Fluida masa kini berupa fluida khlorida diidentifikasi melalui geokimia mata air panas. Mulyaningsih (2015) melakukan analisis inklusi fluida pada inti bor kedalaman mku dan 927,62-932,65 mku. Hasil analisis inklusi fluida menunjukkan temperatur homogenisasi (Th) kuarsa sebesar C dan kalsit sebesar C pada sampel kedalaman mku serta Th kuarsa (mineral pengganti) sebesar C pada sampel kedalaman 927,62-932,65 mku. Pengukuran temperatur pelelehan es menunjukkankan harga salinitas fluida pada kisaran 0,15 1,6 wt.% NaCl eq. yang berarti bahwa fluida hidrotermal telah mengalami dilusi atau pengenceran oleh air meteorik dan dapat dikategorikan sebagai fluida bersalinitas rendah.