ALTERASI HIDROTERMAL PADA LAPANGAN PANAS BUMI DAERAH GUNUNG RINGGIT, PROVINSI SUMATERA SELATAN

Transkripsi

1 ALTERASI HIDROTERMAL PADA LAPANGAN PANAS BUMI DAERAH GUNUNG RINGGIT, PROVINSI SUMATERA SELATAN Fitriany Amalia Wardhani 1 1 UPT Balai Informasi Konservasi Kebumian Karangsambung LIPI fitr025@lipi.go.id ABSTRAK Lapangan Panas Bumi Gunung Ringgit merupakan salah satu lapangan eksplorasi milik PT. Pertamina Geothermal Energy (PT. PGE). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui alterasi hidrotermal yang muncul berdasarkan karakteristik manifestasi panas bumi di daerah penelitian dan mengetahui evolusi fluida di daerah penelitian sebagai bahan pertimbangan untuk pengembangan potensi panas bumi di daerah penelitian. Karakteristik alterasi di daerah penelitian berasosisasi dengan manifestasi permukaan berupa mata air bikarbonat, mata air sulfat, fumarola, tanah beruap, dan kolam lumpur. Alterasi ini secara umum berkembang pada batuan vulkanik berupa intrusi granit, breksi andesit,lava andesit, dan breksi tuf yang berumur Tersier Kuarter. Manifestasi permukaan pada daerah penelitian berhubungan dengan rekahan yang dikontrol oleh Sesar Sumatera yang berarah baratlaut tenggara. Berdasarkan hasil analisis petrografi dan XRD, kelompok Manifestasi Ringke dan Keniningan dipengaruhi oleh asosiasi mineral kristobalit±kaolinit ±haloisit±smektit dengan fluida asam yang terbentuk pada suhu C, dan diinterpretasikan sebagai zona penudung pada sistem panas bumi. Sementara itu, Kelompok Manifestasi Keniningan juga diinterpretasikan sebagai zona transisi yang ditunjukkan oleh asosiasi mineral klorit+kuasa+smektit dengan fliuda netral yang terbentuk pada suhu C. Kelompok Manifestasi Danau Rakihan diinterpretasikan sebagai zona batuan penudung yang dipengaruhi oleh asosiasi mineral kuarsa±smektit, dengan fluida netral yang kaya akan CO2 dengan temperatur C. Daerah ini memiliki potensi panas bumi sebagai sumber energi baik langsung maupun tidak langsung. Penelitian lanjutan diperlukan dalam berbagai aspek, terutama aspek ekonomis dan teknologi sehingga lapangan ini dapat dikembangkan dan dimanfaatkan dengan baik. Kata kunci: Gunung Ringgit, alterasi hidrotermal, panas bumi, manifestasi. ABSTRACT Gunung Ringgit Geothermal Field is one of exploration fields belong to PT. Pertamina Geothermal Energy (PT. PGE). This study aims to determine hydrothermal alteration based on the characteristics of the geothermal manifestations in the area of study and to know the evolution of the fluid in the area of study as consideration for the development of geothermal potential in the study area. The characteristic of hydrothermal alteration in study area associated with surface 403

2 ISBN: manifestations such as bicarbonate springs, sulfate springs, fumarole, steaming ground, and mud pools. This hydrothermal alteration generally grown in volcanic rocks such as granite, andesite lava andesite breccia, and tuff breccia that are Tertiary - Quaternary. The surface manifestations in study area related to the NW-SW Sumatera Fault. Based on the result of petrography and XRD analysis, Ringke and Keniningan manifestation groups influenced by cristobalite±kaolinite ±haloysite±smectite mineral associated with acid fluid which form at temperature C, and is interpreted as cap rock in geothermal system. Keniningan manifestation group also interpreted as transition zone indicated by chlorite+quartz+smectite with neutral fluid which form at C. Danau Rakihan manifestation group is interpreted as cap rock influenced by quartz±smectite mineral associated with CO2 rich of neutral fluid at C. This study area has geothermal energy source, either directly or indirectly. Further research is necessary in many aspects, especially economic and technological aspects that can be developed and used well. Keywords: Mount Ringgit, hydrothermal alteration, geothermal, manifestations. PENDAHULUAN Secara administratif Lapangan panas bumi Gunung Ringgit sebagian besar termasuk dalam Kabupaten Ogan Komering Ulu Selatan, Provinsi Sumatera Selatan. Daerah penelitian merupakan daerah yang memiliki potensi panas bumi yang berhubungan dengan sistem vulkanik dan terletak pada Provinsi Sumatera Selatan (Hochstein dan Sudarman, 2008). Alterasi hidrotermal di daerah penelitian berhubungan dengan manifestasi panabumi yang muncul di permukaan. Alterasi hidrotermal dibagi menjadi dua tipe berdasarkan fluida hidrotermalnya yaitu alterasi dengan ph netral (neutral ph alteration) dan alterasi dengan ph asam (acid alteration) (Reyes, 2000). Lapangan panas bumi Gunung Ringgit adalah lapangan panas bumi milik PT. Pertamina Geothermal Energy (PT. PGE) yang memasuki tahap eksplorasi. Penelitian dalam tahap eksplorasi ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik sistem panas bumi daerah penelitian sehingga dapat dimanfaatkan dan dikembangkan sebagai sumber energi listrik oleh PT. PGE. Data yang dihasilkan pada eksplorasi tahap awal berupa data geologi dan belum terdapat analisis karakteristik alterasi permukaan yang mendalam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui alterasi hidrotermal yang muncul berdasarkan karakteristik manifestasi panas bumi di daerah penelitian dan mengetahui evolusi fluida di daerah penelitian sebagai bahan pertimbangan untuk pengembangan potensi panas bumi di daerah penelitian 404

3 METODE Penelitian dilakukan dengan metode deskriptif menggunakan data sekunder dari PT. Pertamina Geothermal Energy. Data sekunder berupa data geologi meliputi peta geologi dan manifestasi, lokasi pengambilan sampel batuan untuk analisis XRD, dan sayatan tipis petrografi. Analisis petrografi dan XRD dilakukan untuk mengetahui zonasi alterasi di daerah penelitian berdasarkan jenis mineral sekunder, intensitas alterasi, dan proses alterasi pada batuan. Temperatur pembentukan mineral dan ph fluida hidrotermal ditentukan berdasarkan Browne (1999),Corbett dan Leach (1998), dan Reyes (2000). Hasil analisis struktur geologi dan alterasi hidrotermal kemudian disajikan dalam bentuk peta alterasi daerah penelitian. HASIL DAN PEMBAHASAN Peta geologi daerah penelitian menunjukkan stratigrafi daerah penelitian, dari tua ke muda terdiri dari Satuan Granit, Satuan Breksi Andesit G. Kubupangkul, Satuan Lava Andesit G. Garanggarag, Satuan Lava Andesit G. Cabut, Satuan Breksi Tuf Penangkulan, Satuan Lava Andesit G. Rakihan, Satuan Andesit G. Besar, Satuan Lava Andesit G. Ringgit (PT. PGE, 2010) (Gambar 1). Manifestasi di daerah penelitian dapat dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan karakterisik manifestasi di daerah penelitian yaitu : Kelompok Manifestasi Keniningan (mata air panas, mata air hangat, fumarola, tanah beruap, dan kolam lumpur), Kelompok Manifestasi Ringke (fumarola dan mata air panas), Kelompok Manifestasi Danau Rakihan (mata air hangat bikarbonat). Struktur geologi di daerah penelitian diinterpretasikan berdasarkan analisis kelurusan pada citra SRTM dan dari data sekunder PT. PGE (2010). Hasil analisa kelurusan kemudian di olah menggunakan diagram roset untuk mengetahui arah kelurusan struktur yang mempengaruhi kemunculan manifestasi permukaan di daerah penelitian secara umum. 405

4 ISBN: Gambar 1. Peta geologi daerah penelitian (Modifikasi berdasarkan peta geologi PT. PGE,2010, Gafoer, dkk, 1992, Masdjuk 2000). 406 Gambar 2. Peta hasil interpretasi citra SRTM daerah penelitian.

5 Dari hasil analisis struktur diketahui bahwa pola struktur di daerah penelitian terutama dikontrol oleh rekahan-rekahan yang terbentuk akibat sesar Sumatera. Struktur geologi regional yang mengontrol Pulau Sumatera adalah Sesar Semangko (Sumatera Fault System). Keberadaan sesar Semangko ini memicu aktivitas vulkanik dan keluarnya mata air panas disekitar zona sesarnya (Darman dan Sidi, 2000). Pengamatan alterasi hidrotermal di daerah penelitian dilakukan dengan analisis petrografi dan interpretasi hasil analisis XRD (X-Ray Diffraction) (PT.PGE,2010). Analisis petrografi dilakukan dengan mikroskop polarisasi pada 12 sayatan tipis batuan yang diambil di dekat manifestasi panas bumi. Analisis XRD diperoleh dari data sekunder PT. PGE. Hasil analisis dengan menggunakan XRD memperlihatkan mineral sekunder yang terbentuk dapat dilihat pada Tabel 1. Alterasi hidrotermal yang terdapat pada daerah penelitian merupakan alterasi permukaan yang berada di dekat daerah manifestasi dan dikontrol oleh struktur sesar. Alterasi hidrotermal pada daerah penelitian berada di dekat manifestasi panas bumi dan terbentuk pada litologi andesit dan tuf (Gambar 3). Kehadiran alterasi permukaan yang dekat dengan manifestasi panas bumi menunjukkan bahwa jenis alterasi disekitar manifestasi dipengaruhi oleh jenis manifestasi yang terdapat pada masing masing kelompok manifestasinya. Pada kelompok manifestasi Ringke terdapat zona ubahan berupa zona kristobalit±kaolinit± haloisit±smektit. Zona tersebut terdapat pada manifestasi berupa fumarola dan mata air bikarbonat. Zona ini terdapat pada litologi andesit. Intensitas alterasi pada zona ini termasuk lemah-sedang (25-75%). Berdasarkan perajahan temperatur mineral (Tabel 1), diketahui bahwa temperatur pembentukan zona ini adalah C dengan ph yang asam. 407

6 ISBN: Tabel 1. Perajahan mineral sekunder hasil analisis petrografi dan XRD. No. Zona Alterasi Jenis Mineral Ubahan Kisaran ph** Urat Rongga Kelompok Manifestasi Manifestas i Litologi Temperatur 1 2 Zona kristobalit±kaoli nit±4haloisit± smektit mata air panas bikarbonat oksida besi mineral lempung (smektit?)* 4-6 Kalsit 3 mineral opak (pirit?)* 4 mineral lempung 3-4 Ringke Andesit (kaolinit?)* 5 fumarola kristobalit <2-7 6 tridimit <2-7 7 natroalunit < 3 8 kuarsa <2-7 9 haloisit Zona kristobalit±kaol init±4haloisit± mata air sulfat mineral lempung (smektit?)* mineral opak (pirit?)* 4-6 smektit 12 mata air oksida besi panas 13 bikarbonat kalsit >4 14 aragonit Keniningan Andesit 15 fumarola kristobalit < haloisit 17 tanah natroalunit < 3 beruap 18 sulfur 19 kolam lumpur alunit < 3 408

7 20 kaolinit 24 Zona klorit+ klorit 6-7 klorit dan 25 kuasa+ kuarsa <2-7 kuarsa 26 mineral mineral lempung lempung (smektit) Andesit (smektit) Zona kuarsa± mata air hangat mineral lempung (smektit) 4-6 kalsit dan 29 mineral lempung (smektit) bikarbonat mineral opak (pirit) kuarsa 30 kuarsa <2-7 Danau Rakihan Tuf Andesit kalsit Keterangan: * = mineral lempung hasil analisis XRD ** =pph menurut Corbett dan Leach (1998) ; Temperatur menurut Reyes (2000) Kode sampel analisis XRD = 1-22 Kode sampel analisis Petrografi = 5E-19S Gambar 3. Peta zonasi alterasi daerah penelitian. Zona ini dicirikan oleh kehadiran mineral lempung (smektit, kaolinit, dan haloisit) dan kristobalit. Pada gambar 4a dan 4b mineral lempung menggantikan fenokris plagioklas serta menggantikan massa dasar berupa gelas. Mineral opak menggantikan piroksen. Berdasarkan hasil analisis XRD, mineral lempung tersebut berupa smektit dan mineral opak diduga berupa pirit. Kehadiran mineral sekunder berupa silika (kristobalit, kuarsa, tridimit), natroalunit, smektit, kaolinit, dan pirit (Tabel 1) pada manifestasi Ringke menunjukkan bahwa alterasi permukaan pada kelompok manifestasi Ringke dipengaruhi oleh fluida asam. 409

8 ISBN: Mineral opak dan mineral lempung hadir menggantikan mineral primer pada sayatan tipis batuan. Pada gambar 5b mineral lempung dan mineral opak hadir menggantikan hornblenda dan piroksen. Mineral lempung juga merubah sebagian massa dasar gelas pada sayatan tipis 8H. Zona klorit+kuarsa+smektit terdapat di sekitar 2 km ke selatan dari kelompok manifestasi Keniningan (sampel 6F). Zona ini terdapat pada litologi andesit. Intensitas alterasi pada zona ini termasuk sedang (25-75%). Berdasarkan perajahan temperatur mineral (Tabel 1), diketahui bahwa temperatur pembentukan zona ini adalah C dengan ph yang netral. (a) (b) Gambar 4. (a) Foto sayatan pada sampel batuan 5E. Plagioklas (F2) sebagian tergantikan oleh mineral lempung pada bagian tengah mineral. Piroksen (I2) hampir seluruhnya digantikan oleh mineral opak yang diduga berupa pirit. (b) Foto sayatan pada sampel batuan 5E. Rongga di tengah mineral plagioklas (D6). 410

9 Zona kristobalit±kaolinit±haloisit±smektit terdapat pada kelompok manifestasi Keniningan yang berupa fumarola, tanah beruap, mata air bikarbonat, mata air sulfat, dan kolam lumpur. Zona ini terdapat pada litologi andesit. Intensitas alterasi pada zona ini termasuk lemah-sedang (<25-75%). Berdasarkan perajahan temperatur mineral (Tabel 1) diketahui bahwa temperatur pembentukan zona ini adalah C dengan ph yang asam. (a) (b) Gambar 5. (a) Foto sayatan pada sampel 7G. Kalsit (E4) hadir mengisi rongga. Kalsit berwarna merah karena telah diberi alizarin red. (b) Mineral lempung berupa smektit (D4) dan mineral opak. (G6) hadir menggantikan hornblenda (G3) dan piroksen (D4,G6). Mineral lempung juga merubah sebagian massa dasar gelas. Zona ini dicirikan oleh mineral sekunder berupa klorit, kuarsa, mineral lempung berupa smektit, dan mineral opak yang terdapat pada sayatan tipis 6F. Pada gambar 6a dan 6b, klorit menggantikan mineral piroksen dan plagioklas, baik sebagian maupun pseudomorf pada sayatan tipis 6F. 411

10 ISBN: Kehadiran mineral klorit di daerah selatan manifestasi pada sayatan tipis 6F kemungkinan dipengaruhi oleh fluida yang memiliki ph netral. Lokasi sampel sayatan tipis 6F yang jauh dari daerah manifestasi diinterpretasikan sebagai batas dari lapangan panas bumi. Di beberapa sayatan batuan pada daerah manifestasi Keniningan terdapat rongga di dalam plagioklas (Gambar 7a). Rongga tersebut kemungkinan dihasilkan oleh proses pencucian oleh uap dan gas H2S yang ditandai dengan adanya manifestasi berupa fumarol di daerah manifestasi Keniningan. (a) (b) Gambar 6. (a) Foto sayatan pada sampel batuan 6F. Piroksen (D3) digantikan oleh klorit. Klorit (H2) diduga merupakan pseudomorf dari plagioklas. (b) Foto sayatan pada sampel batuan 6F. Piroksen (E6) digantikan oleh smektit. Kuarsa (E2) diduga merupakan pseudomorf dari plagioklas. Urat mineral lempung-klorit-kuarsa hadir sebagai urat dan mengisi rongga pada sayatan tipis 6F. Mineral lempung berupa smektit hadir mengisi tepi rongga, di dalam rongga terisi oleh kuarsa sekunder. Rongga pada batuan dihasilkan oleh pencucian (leaching) kemudian terisi oleh kuarsa di bagian tengah rongga. 412

11 Pada kelompok manifestasi Danau Rakihan terdapat zona ubahan yaitu zona kuarsa±smektit. Zona ini terdapat pada manifestasi berupa mata air bikarbonat. Zona ini terdapat pada litologi andesit dan tuf. Intensitas alterasi pada zona ini termasuk lemah-sedang (<25-75%). Berdasarkan perajahan temperatur mineral (Tabel 1), diketahui bahwa temperatur pembentukan zona ini adalah C. (a) (b) Gambar 7. (a) Foto sayatan pada sampel batuan 6F. Piroksen digantikan oleh klorit (F3). Mineral lempung mengisi tepi rongga (E4). (b) Kuarsa menggantikan plagioklas (A4). Rongga pada batuan dihasilkan oleh pencucian (leaching) kemudian terisi oleh kuarsa (C3) di bagian tengah rongga. Pada kelompok manifestasi Danau Rakihan terdapat zona ubahan yaitu zona kuarsa±smektit. Zona ini terdapat pada manifestasi berupa mata air bikarbonat. Zona ini terdapat pada litologi andesit dan tuf. Intensitas alterasi pada zona ini termasuk lemah-sedang (<25-75%). Berdasarkan perajahan 413emperature mineral (Tabel 1), diketahui bahwa 413emperature pembentukan zona ini adalah C. 413

12 ISBN: Gambar 8. Foto sayatan pada sampel batuan 18R. Mineral lempung hadir menggantikan gelas (A3, I1).. (a) (b) Gambar 9. (a) Foto sampel batuan 13M. Kalsit (E5) hadir sebagai urat. (b) Foto sayatan pada sampel batuan 15O. Kuarsa (E3) hadir sebagai urat. Zona ini dicirikan oleh kehadiran mineral sekunder berupa smektit, mineral opak, dan kuarsa sekunder di sekitar kelompok manifestasi Danau Rakihan. Pada gambar 8, mineral lempung menggantikan fenokris plagioklas serta menggantikan massa dasar berupa gelas pada sayatan tipis 18R. Mineral lempung berwarna kecoklatan dan keruh, diduga berupa smektit. Mineral opak menggantikan hornblenda. 414

13 Kalsit hadir sebagai urat pada sayatan tipis 13M. Selain sebagai urat, kalsit juga hadir mengisi rongga pada batuan. Kalsit yang hadir dominan sebagai urat dan mengisi rongga pada batuan di daerah Danau Rakihan menunjukkan bahwa fluida yang kaya CO2 berpengaruh terhadap alterasi permukaan di daerah Danau Rakihan. Kuarsa hadir sebagai urat pada sayatan tipis 15O. Evolusi Fluida Hidrotermal Fluida hidrotermal yang mempengaruhi alterasi hidrotermal di daerah penelitian dapat ditentukan dengan melihat kehadiran mineral sekunder berdasarkan analisis petrografi dan XRD. Kehadiran mineral sekunder menunjukkan temperatur dan sifat kimia dari fluida hidrotermal. Alterasi hidrotermal pada daerah penelitian di pengaruhi oleh fluida asam, netral dan fluida yang kaya akan CO2. Pada daerah Ringke dan Keniningan, fluida meteorik dari daerah resapan akan dipanaskan oleh sumber panas. Ketika terpanaskan, densitas fluida tersebut akan semakin rendah dengan temperatur dan tekanan fluida yang tinggi. Fluida tersebut akan naik ke atas dan merekahkan batuan samping karena memiliki tekanan fluida yang tinggi. Rekahan-rekahan ini akan menjadi zona permeabel pada reservoar. Fluida yang terpanaskan akan menginteraksi batuan samping dengan sifat fluida netral. Ketika mencapai temperatur C akan membentuk zona mineral klorit+kuarsa+smektit pada batuan samping yang dapat disetarakan dengan zona transisi. Pada kondisi temperatur dan tekanan saturasi, fluida akan mengalami pendidihan atau boiling. Pendidihan ini akan menghasikan senyawa CO2, semakin banyak CO2 yang terbentuk maka jumlah H + yang terbentuk akan bertambah dan menurunkan ph fluida sehingga pada temperatur C akan membentuk zona 1kristobalit1±1kaolinit±1haloisit1±1smektit dengan fluida yang bersifat asam. Pada system panas bumi, zona ini dapat berperan sebagai zona batuan penudung (cap rock). Pada daerah manifestasi Danau Rakihan, fluida bersifat netral ditunjukkan oleh adanya zona kuarsa±smektit dengan temperatur C. Fluida juga diperkaya oleh kandungan CO2 yang ditunjukkan oleh manifestasi berupa mata air hangat bikarbonat dan mineral kalsit pada urat batuan. Zona kuarsa±smektit merupakan zona penudung dari sistem panas bumi daerah kelompok manifestasi Danau Rakihan. Pola aliran fluida dapat ditentukan dari manifestasi yang terdapat pada daerah penelitian. Keterdapatan manifestasi fumarola pada kelompok manifestasi Keniningan dan Ringke 415

14 ISBN: menunjukkan bahwa daerah kelompok manifestasi kelompok tersebut merupakan aliran vertikal (upflow) pada zona kristobalit±kaolinit± haloisit±smektit. KESIMPULAN DAN SARAN Daerah penelitian secara umum dapat dibagi menjadi tiga zona ubahan yaitu zona kristobalit±kaolinit±haloisit±smektit dengan temperatur C berperan sebagai zona batuan penudung. Zona klorit±kuasa± smektit dengan temperatur C yang merupakan zona transisi. Serta zona kuarsa±smektit dengan temperatur C sebagai zona batuan penudung. Fluida hidrotermal yang berperan pada daerah kelompok manifestasi Ringke dan Keniningan adalah fluida asam dan netral sedangkan pada kelompok manifestasi Danau Rakihan dipengaruhi oleh fluida netral kaya CO2. Daerah kelompok manifestasi kelompok Ringke dan Keniningan merupakan aliran vertikal (upflow) pada zona kristobalit±kaolinit± haloisit±smektit. Zona transisi dan zona penudung yang tersingkap pada permukaan ini perlu dibuktikan lebih lanjut dengan data bawah permukaan. Dengan adanya zona penutup sebagai penahan uap air pada sistem panas bumi, daerah ini memiliki potensi panas bumi sebagai sumber energi baik langsung maupun tidak langsung. Penelitian lanjutan diperlukan dalam berbagai aspek, terutama aspek ekonomis dan teknologi sehingga lapangan ini dapat dikembangkan dan dimanfaatkan dengan baik. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada PT. Pertamina Geothermal Energy yang telah memberikan fasilitas, dukungan dan masukan sehingga tulisan ini dapat terselesaikan. Ucapan terima kasih juga diberikan kepada Bapak Siswandi dari Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto, dan Ibu Niniek Rina Herdianita dari Institut Teknologi Bandung, serta kepada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia yang telah membantu dan memberikan fasilitas dalam menyelesaikan tulisan ini. DAFTAR PUSTAKA Browne, P. R. L. (1999). Hydrotermal Alteration, Lecture Handout. The University of Auckland. Corbett, G. J. dan Leach, T. M.,. (1998). Southwest Pacific Rim Gold-Copper System: Structure Alteration and Mineralization. Society of Economic Geologist, USA. 416

15 Darman, H., dan Sidi, F. H. (2000). An Outline of The Geology of Indonesia. Jakarta: IAGI. Gafoer, S. A. (1992). Peta Geologi Lembar Baturaja Sumatera, skala 1: Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Hochstein, M. P. dan Sudarman, S. (2008, June). History of Geothermal Exploration in Indonesia. Geothermics, 37(3), Masdjuk, M. (2000). Evaluasi Data Eksplorasi Secara Terpadu Daerah Margabayur, Dalam Persiapan Lahan Baru Proyek Pengembangan Panas Bumi di Sumatera Selatan. Dinas Eksplorasi Divisi Panas Bumi Pertamina. Tidak diterbitkan. PT. PGE. (2010). Laporan Evaluasi Data Eksplorasi Lapangan Margabayur. Tidak diterbitkan. Reyes, A. G. (2000). Petrology and Mineral Alteration in Hydrotermal Systems: From Diagenesis to Volcanic Catastrophes. New Zealand: United Natoins University. 417