TUGAS AKHIR GEOLOGI DAERAH WAYMULI DAN SEKITARNYA SERTA GEOKIMIA FLUIDA PANAS BUMI DI GUNUNG RAJABASA, KABUPATEN LAMPUNG SELATAN, PROVINSI LAMPUNG Diajukan sebagai syarat kelulusan tingkat Sarjana Strata Satu (S-1) Program Studi Teknik Geologi Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung Oleh: Brenda Ariesty Kusumasari 120 07 058 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2011
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR GEOLOGI DAERAH WAYMULI DAN GEOKIMIA FLUIDA PANAS BUMI DI GUNUNG RAJABASA, KABUPATEN LAMPUNG SELATAN, PROVINSI LAMPUNG Diajukan sebagai syarat kelulusan tingkat Sarjana Strata Satu (S-1) Program Studi Teknik Geologi Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung Penulis Brenda Ariesty Kusumasari NIM: 120 07 058 Menyetujui, Pembimbing Ir. Niniek Rina Herdianita, M. Sc. NIP: 19660419 199202 2 001 ii
ABSTRAK Pemetaan geologi dilakukan berdasarkan penyebaran batuan di permukaan untuk mengetahui tatanan geologi di daerah Waymuli dan sekitarnya. Penelitian dilanjutkan dengan studi khusus berupa analisis geokimia fluida panas bumi untuk mengetahui karakteristik fluida panas bumi di Gunung Rajabasa, Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung. Daerah pemetaan geologi secara geografis terletak di 5 49 00,00-5 50 20,45 LS dan 105 36 30,00-105 39 30,00 BT yang meliputi Desa Waymuli, Kecamatan Kalianda hingga Desa Kunjir, Kecamatan Rajabasa, Kabupaten Lampung Selatan. Pemetaan geologi dilakukan pada daerah seluas 15 km 2 dengan skala peta 1:10.000. Untuk mengetahui geokimia sistem panas bumi tersebut, lima sampel air dan satu sampel gas diambil dari lima manifestasi di Gunung Rajabasa. Geomorfologi daerah pemetaan dapat dibagi menjadi dua satuan geomorfologi, yaitu Satuan Kaki Gunung Bagian Tengah dan Satuan Kaki Gunung Bagian Bawah. Pola aliran sungai daerah pemetaan adalah pola radial dengan tahapan geomorfik muda. Stratigrafi daerah penelitian terdiri dari empat satuan batuan tidak resmi. Satuan batuan ini, dari tua ke muda, adalah Satuan Piroklastik Aliran Cugung, Satuan Lava Andesit Piroksen Waymuli, Satuan Lava Andesit Gunung Botak, dan Satuan Aluvial Pantai. Struktur geologi yang ditemukan di daerah pemetaan terdiri dari sesar menganan turun yang memiliki arah relatif baratlaut-tenggara. Gunung Rajabasa memiliki potensi panas bumi yang termasuk ke dalam sistem panas bumi yang berasosiasi dengan vulkanisme Kuarter dan intrusi magma. Sistem panas bumi di Gunung Rajabasa diperkirakan terdiri dari tiga reservoar, yaitu reservoar Sumur Kumbang di kaki utara Gunung Rajabasa, reservoar Gunung Botak, dan reservoar Kunjir di kaki selatan Gunung Rajabasa. Berdasarkan perhitungan geotermometer, temperatur di ketiga reservoar sekitar 260 C. Kata kunci: Rajabasa, panas bumi, geokimia air, geokimia gas, isotop stabil, geotermometer. iii
ABSTRACT The geological mapping has been done based on the surface rocks dissemination in order to understand the geological arrangement of Waymuli and surrounding area. The research was followed by particular study about geochemistry of geothermal fluids to gain more knowledge about the characteristic of geothermal fluid in Mount Rajabasa, South Lampug Regency, Lampung Province. The geological mapping area is geographically located on 5 49 00,00-5 50 20,45 South Latitude and 105 36 30,00-105 39 30,00 East Longitude which includes Waymuli Village in Kalianda Subdistrict up to Kunjir Village in Rajabasa Subdistrict, South Lampung Regency. The geological mapping has been done in area of 15 km 2 with a 1:10.000 scale. In order to gain more understanding about geochemical of its geothermal system, five water samples and one gas sample were taken from Mount Rajabasa. Geomorphology of mapping area can be divided into two units, namely Medium Volcanic Foot Slope Unit and Low Volcanic Foot Slope Unit. River flow pattern of the mapping area is radial pattern with young geomorphic stage. Stratigraphy of the mapping area consists of four unofficial litological units. These litological units, from old to young, are Cugung Pyroclastic Flow Unit, Waymuli Pyroxene Andesite Unit, Gunung Botak Andesite Unit, and Beach Alluvial Unit. Geological structure found in the mapping area is a relatively northwest-southeast normal dextral fault. Mount Rajabasa in South Lampung has geothermal potential which can be included into geothermal system associated with Quartenary volcanism and magma intrusion. The geothermal system of Mount Rajabasa is estimated to consist of three reservoirs, namely Sumur Kumbang reservoir in the northern foot slope of Mount Rajabasa, Gunung Botak reservoir, and Kunjir reservoir in the southern foot slope of Mount Rajabasa. Based on the geothermometer calculation, the temperature of these three reservoirs is about 260 C. Key words: Rajabasa, geothermal, water chemistry, gas chemistry, stable isotope, geothermometer. iv
KATA PENGANTAR Alhamdulillahi rabbil alamin. Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Geologi Daerah Waymuli dan Sekitarnya serta Geokimia Fluida Panas Bumi di Gunung Rajabasa, Kabupaten Lampung Selatan, Provinsi Lampung ini dengan baik. Pemilihan judul untuk tugas akhir ini dilatarbelakangi oleh keinginan penulis untuk mengetahui lebih banyak tentang sistem panas bumi gunung api strato dan aspek geokimia pada sistem panas bumi tersebut. Dengan segala hormat, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Ir. Niniek Rina Herdianita, M. Sc., selaku dosen pembimbing tugas akhir, yang telah memberikan bimbingan dan arahan bagi penulis, 2. Seluruh dosen Program Studi Teknik Geologi dan Teknik Panas Bumi ITB yang telah memberikan banyak pengetahuan bagi penulis, 3. Kedua orangtua, adik, dan keluarga besar penulis yang selalu memberikan doa dan dukungan, 4. Aditya Arie Nugraha atas dukungan dan kebersamaan untuk menggapai cita-cita, 5. Bappeda Lampung Selatan, warga Desa Sumur Kumbang, warga Desa Waymuli, warga Desa Kunjir, dan warga Kampung Sawah yang telah bersedia memberikan bantuan akomodasi selama di Kalianda bagi penulis, 6. Teman-teman HMTG GEA ITB (terutama Shabi, Puti, Jesi, Mala, dan Wilda) serta Cisitu Baru 67 atas semua keceriaan yang kita bagi bersama, 7. Seluruh staf PVMBG, BPPTK PVMBG, PSG, dan BATAN yang telah banyak membantu dalam analisis laboratorium. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini belum sempurna, baik dari segi ilmu yang disampaikan maupun teknik penulisannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun. Akhir kata, penulis berharap tugas akhir ini dapat memberikan ilmu dan manfaat bagi yang membacanya. Bandung, 1 Maret 2011 Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG... 1 I.2 TUJUAN... 2 I.3 BATASAN MASALAH... 2 I.4 LOKASI PENELITIAN... 2 I.5 TAHAPAN DAN METODE PENELITIAN... 3 I.6 PENELITI TERDAHULU... 6 I.7 SISTEMATIKA PEMBAHASAN... 6 BAB II GEOLOGI REGIONAL KOMPLEKS GUNUNG RAJABASA II.1 FISIOGRAFI DAN MORFOLOGI... 8 II.2 STRATIGRAFI... 9 II.3 STRUKTUR GEOLOGI... 12 BAB III TATANAN GEOLOGI DAERAH WAYMULI DAN SEKITARNYA III.1 GEOMORFOLOGI... 13 III.1.1. Satuan Kaki Gunung Bagian Tengah... 14 III.1.2 Satuan Kaki Gunung Bagian Bawah... 14 III.1.3 Pola Aliran dan Tipe Genetik Sungai... 15 III.1.4 Pola Kelurusan... 16 III.1.5 Tahapan Geomorfik... 18 III.2 STRATIGRAFI... 18 III.2.1 Satuan Piroklastik Aliran Cugung... 19 III.2.2 Satuan Lava Andesit Piroksen Waymuli... 21 III.2.3 Satuan Lava Andesit Gunung Botak... 22 III.2.4 Satuan Aluvial Pantai... 23 III.3 STRUKTUR GEOLOGI... 23 III.3.1 Analisis Kelurusan Citra SRTM dan Peta Topografi... 23 III.3.2 Analisis Sesar... 24 BAB IV MANIFESTASI PANAS BUMI DI GUNUNG RAJABASA IV.1 TINJAUAN UMUM... 26 IV.2 STUDI KHUSUS... 26 IV.2.1 Lokasi... 26 IV.2.2 Manifestasi Panas Bumi... 27 IV.2.3 Tata Cara Pengambilan Sampel Air, Isotop, dan Gas... 30 IV.2.3.1 Pengambilan Sampel Air... 30 IV.2.3.2 Pengambilan Sampel Isotop... 30 IV.2.3.3 Pengambilan Sampel Gas... 30 IV.2.4 Hasil Analisis Sampel... 31 IV.2.5 Analisis Geokimia... 32 IV.2.4.1 Tipe Air... 32 vi
IV.2.4.2 Geoindikator... 33 IV.2.4.3 Isotop Stabil... 35 IV.2.4.4 Sumber Gas... 37 IV.2.4.5 Temperatur Reservoar... 38 IV.2.4.6 Kedalaman Reservoar... 39 IV.2.4 Model Sistem Panas Bumi... 41 BAB V SEJARAH GEOLOGI... 43 BAB VI KESIMPULAN... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46 LAMPIRAN LAMPIRAN A PETA LINTASAN... xi LAMPIRAN B PETA GEOMORFOLOGI... xii LAMPIRAN C PETA GEOLOGI... xiii LAMPIRAN D DESKRIPSI PETROGRAFI... xiv LAMPIRAN E DATA PENGUKURAN UNTUK ANALISIS SESAR... xv vii
DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Lokasi penelitian... 3 Gambar II.1 Peta fisiografi Lampung (Badan Geologi, 2010)... 8 Gambar II.2 Peta geologi kompleks Gunung Rajabasa bagian selatan (Pusat Survei Geologi, 1989 dalam Pusat Survei Geologi, 2009)... 10 Gambar II.3 Peta geologi kompleks Gunung Rajabasa (Suswati dkk., 2001)... 11 Gambar III.1 Morfologi daerah penelitian (http://maps.google.com, 2011)... 13 Gambar III.2 Satuan Kaki Gunung Bagian Tengah dengan morfologi kaki gunung berlereng landai hingga agak terjal (foto diambil dari Gunung Botak ke arah baratlaut). Ketinggian gunung ini adalah 5 m dpl... 14 Gambar III.3 Satuan Kaki Gunung Bagian Bawah dengan morfologi kaki gunung berlereng datar hingga landai (foto diambil dari Waymuli ke arah timur).... 15 Gambar III.4 Pola aliran sungai di kompleks Gunung Rajabasa yang menunjukkan pola radial... 16 Gambar III.5 Pola kelurusan yang ditarik dari citra SRTM... 16 Gambar III.6 Pola kelurusan yang ditarik dari peta topografi... 17 Gambar III.7 Dominasi arah kelurusan berdasarkan pengeplotan di diagram roset... 17 Gambar III.8 (a) Foto singkapan breksi piroklastik dari Satuan Piroklastik Aliran Cugung di Wayjuwet (lokasi WJ 4-23 di Wayjuwet), (b) Foto singkapan breksi piroklastik dari Satuan Piroklastik Aliran Cugung di Waylubuk (lokasi WL 4-21 di Waylubuk)... 21 Gambar III.9 (a) Foto singkapan andesit piroksen dari Satuan Lava Andesit Piroksen Waymuli di Waylubuk, (b) Foto singkapan kekar berlembar di Waylubuk (lokasi WK 3-10 dan WK 3-9 di Waykunjir)... 21 viii
Gambar III.10 (a) dan (b) Foto singkapan andesit dari Satuan Lava Andesit Gunung Botak di Gunung Botak... 22 Gambar III.11 (a) dan (b) Foto Satuan Aluvial Pantai di Pantai Wartawan (sekitar Gunung Botak) (lokasi AP 1-3 di Gunung Botak)... 23 Gambar III.12 (a) Zona breksiasi di sekitar Gunung Botak, (b) Shear fractures di sekitar Gunung Botak (lokasi GB 5-25 dan GB 5-27 di Gunung Botak)... 24 Gambar III.13 Analisis kinematika sesar Gunung Botak. Data pengukuran diberikan pada Lampiran E... 25 Gambar IV.1 Lokasi manifestasi di Gunung Rajabasa... 27 Gambar IV.2 Manifestasi panas bumi di Gunung Rajabasa, (a) Mata air hangat Rajabasa (AP-1.1), (b) Mata air hangat Sumur Kumbang (AP-1.2), (c) Mata air hangat Kecapi (AP-2.4), (d) Kolam lumpur dan fumarola Kunjir (AP-2.5), (e) Geiser Gunung Botak (AP-1.3) saat geiser muncul, (f) Geiser Gunung Botak (AP-1.3) saat geiser tidak muncul... 28 Gambar IV.3 Tipe air pada manifestasi panas bumi Gunung Rajabasa berdasarkan diagram Cl-SO 4 -HCO 3... 33 Gambar IV.4 Diagram Cl-Li-B yang menunjukkan tiga reservoar di sistem panas bumi Gunung Rajabasa... 34 Gambar IV.5 Data isotop stabil manifestasi panas bumi Gunung Rajabasa... 36 Gambar IV.6 Penentuan sumber gas pada sistem panas bumi Gunung Rajabasa berdasarkan diagram N 2 -He-Ar... 37 Gambar IV.7 Geotermometer Na-K-Mg untuk menentukan temperatur reservoar 2 (Gunung Botak)... 38 Gambar IV.8 Penentuan kedalaman reservoar berdasarkan data statistik kedalaman reservoar dan hasil pengukuran temperatur di beberapa lokasi pemboran lapangan panas bumi di Indonesia (Hochstein dan Sudarman, 2008)... 40 Gambar IV.9 Model tentatif sistem panas bumi di Gunung Rajabasa (tidak berskala)... 41 ix
DAFTAR TABEL Tabel III.1 Kesetaraan stratigrafi daerah penelitian dari para peneliti sebelumnya dengan hasil pengamatan lapangan... 20 Tabel IV.2 Lokasi dan karakteristik manifestastasi panas bumi di Gunung Rajabasa... 29 Tabel IV.3 Hasil analisis kimia air... 31 Tabel IV.4 Hasil analisis isotop stabil... 32 Tabel IV.5 Hasil analisis kimia gas... 32 Tabel IV.6 Nilai rasio unsur-unsur yang menunujukkan aliran upflow di setiap manifestasi panas bumi Gunung Rajabasa... 35 Tabel IV.7 Perkiraan temperatur dan kedalaman reservoar di reservoar 1 (Rajabasa, Sumur Kumbang, dan Kecapi), reservoar 2 (Gunung Botak), dan reservoar 3 (Kunjir)... 40 x