analisis geokimia fluida pada manifestasi panasbumi daerah maribaya, bandung
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
1/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
1
Analisis Geokimia Fluida Manifestasi Panas Bumi Daerah Maribaya
Oleh: Extivonus K.Fr (12012060)
1. GEOLOGI REGIONAL
Daerah Maribaya terletak di utara Kota Bandung dan berdekatan dengan Lembang.
Secara geologi Maribaya terletak dalam kawasan Cekungan Bandung yang hampir dikelilingi
oleh jajaran kerucut gunung api berumur Kuarter, di antaranya di sebelah utara terdiri atas
kompleks Gunung Burangrang Sunda Tangkuban- parahu, Gunung Bukittunggul, tinggian
batuan gunung api Cupunagara, Gunung Manglayang, dan Gunung TampomasSecara Geomorfologi daerah Maribaya termasuk dalam satuan perbukitan curam
dengan kemiringan lereng lebih dari 70% yang membentang di sepanjang Sungai cikapundung
dan Curug Dago. Secara genetis hal ini diakibatkan sifat kekerasan batuan yang tinggi.
Gambar 1 Peta Geologi Cekungan Bandung dan Daerah Maribaya
Secara stratigrafi, yang mengalasi batuan gunung api Kuarter di daerah Bandung ini
adalah batuan sedimen berumur Tersier yang di permukaan terwakili oleh Formasi
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
2/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
2
Rajamandala (Sudjatmiko, 1972). Formasi itu
tersusun oleh batugamping, napal, batulempung,
dan batupasir kuarsa. Litologi darerah Maribaya di
dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu)yang umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff,
endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya
sedikit kompak dan cukup permeable. Pada
permukaan endapan vulkanik hasil pelapukan
menunjukkan tanah hasil pelapukan yang bersifat gembur dan mudah terkikis namun subur.
Pola kelurusan sesar umumnya berarah barat laut - tenggara, timur laut barat daya
dan sedikit yang berarah utara selatan. Sesar-sesar berarah timur laut - barat daya mengikuti
pola sesar arah Meratus, sesar berarah barat laut tenggara mengikuti pola sesar arah
Sumatera, sementara yang berarah utara selatan dikontrol oleh sesar pada batuan dasar yang
tersusun oleh pluton granit dan batuan malihan (Martodjojo, 2003).
Gambar 2 Kenampakan Daerah Maribaya dari Citra Google
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
3/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
3
2. DASAR TEORI GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI
Geokimia air panasbumi memiliki komposisi yang beragam dan komposisi tersebut
mencerminkan kondisi geologi dan system panasbumi pada daerah tersebut. Analisis geokimia
perlu dilakukan untuk mengetahui karakteristik dan jenis dari daerah panasbumi tersebut, sehingga
dapat mendukung tahap eksplorasi yang akan dilakukan.
Jenis-jenis fluida hidrotermal dapat diketahui dari sampling geokimia air dan di
klasifikasikan berdasarkan komposisi anion. Beberapa jenis fluida panasbumi antara lain:
1. Air KloridaAir klori da merupakan fluida yang paling
dominan pada kebanyakan lapangan panasbumi. Air klorida bersifat netral atau
dapat pula sedikit asam atau sedikit basa. Pada
manifestasi permukaan dicirikan oleh
kenampakannya yang jernih sering berasosiasi
dengan endapan sinter silika. Air klorida di
dekat permukaan sering mengandung CO 2. H 2S dan sulfat yang signifikan, sedangkan
di dalam reservoir perbandingan atau rasio Cl/SO 4 tinggi.
2. Air SulfatAir sulfat memiliki kandungan klorida yang
rendah, kandungan sulfat tinggi, Al dan Fe
cukup tinggi (hasil pelarutan batuan). Air sulfat
umumnya terdapat pada sistem panasbumi di
daerah vulkanik, dengan uap air berkondensasi
ke air tanah. Kandungan sulfat yang tinggi
berasal dari oksidasi H 2S pada zona vados. Karena terbentuk pada zona vados maka air
asam sulfat hanya dapat memberikan sangat sedikit informasi tentang bagian dalam
sistem panasbumi. Ciri fisik fluida jenis ini biasanya berwarna keruh akibat pelarutan-
pelarutan batuan samping oleh fluida yang reaktif, sering berasosiasi dengan kolam
lumpur dan collapse creater .
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
4/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
4
3. Air BikarbonatFluida jenis ini dicirikan dengan kandungan Cl yang
rendah, kandungan sulfat juga rendah dan bikarbonat
(HCO 3) sebagai anion utamanya. Pada sistem yang berasosiasi dengan batuan vulkanik biasanya air
bikarbonat terbentuk pada bagian yang dangkal di
tepi lapangan oleh konden sasi uap di bawah muka
airtanah. Pada sistem yang berasosiasi dengan batuan sedimen pembentukan fluida
jenis ini dikontrol oleh keberadaan batugamping. Air bikarbonat cenderung sedikit
asam bisa juga netral atau sedikit basa.
4. Air MeteorikAirtanah biasanya mengandung Ca, Mg, Na, K, SO 4, HCO 3 dan Cl selain itu terdapat
pula Fe, SiO 2 dan Al. Selain itu airtanah juga biasanya mengandung gas terlarut berupa
O2 dan N 2. Air sungai mempunyai anion utama HCO 3 dan kation utama adalah Ca
sedangkan air hujan mempunyai anion utama Cl dan kation utama Na
Proses interaksi fluida panasbumi dengan batuan yang dilaluinya menjadi indicator sangat penting untuk menentukan temperatur dari reservoir panasbumi. Konsep ini dikenal dengan
Geotermometer yaitu pendekatan yang dilakukan untuk menentukan temperature reservoir
panasbumi berdasarkan kelarutan unsur-unsur yang berada di fluida panasbumi dengan
konsentrasi unsur-unsur tersebut merupakan fungsi dari suhu.
Asumsi yang digunakan dalam Geotermometer ini adalah apanila fluida bergerak dengan
cepat ke permukaan, fluida akan mempertahankan komposisi kimianya selama perjalanan dari
reservoir ke permukaan karena tidak atau diasumsikan sedikit sekali mengalami pencampuran.
Namun keyataannya fluida dapat mengalami perubahan dalam perjalan dari reservoir ke
permukaan melalui proses pelarutan batuan samping, pencampuran, dilution, sehingga
perhitungan geotemometer harus mempertimbangkan factor-faktor tersebut serta pemilihan unsur
yang tepat untuk analisis geokima.
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
5/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
5
a. Geotermometer Silika (Fournier, 1977) Geotermometer silika dibuat berdasarkan kelarutan berbagai jenis silika dalam air
sebagai fungsi dari temperatur yang ditentukan dengan percobaan atau eksperimen.
Reaksi yang menjadi dasar pelarutan silika dalam air adalah SiO 2 (s) + 2H 2O H 4SiO 4.
Pada kebanyakan sistem panasbumi fluida di kedalaman mengalami ekuilibrium
dengan kuarsa. Pada fluida dengan reservoir bersuhu > 220C kuarsa dapat mengendap
akibat pendinginan perlahan, apabila pendinginan berlangsung dengan sangat cepat
(misalnya pada mulut mata air) maka yang terbentuk atau mengendap adalah silika
amorf. Dari konsentrasi fluida kita bias tahu konsentrasi fluida dalam sampel dan
mengetahui taksiran dari temperature reservoir.
Gambar 1 diagram kelarutan silika terhadap temperatur ( Fournier,1977)
Geotermometer kuarsa umumnya baik digunakan untuk reservoir bertemperatur >
150 C, karena untuk suhu di bawah 150 C kandungan silika dikontrol oleh kalsedon
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
6/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
6
Tabel 1 Geotermometer Silika ( Fournier,1977 )
Geotermometer Persamaan Referensi
Quartz T = 42.198 + 0.28831C-3.6686 x
10 -4C2 + 3.1665 x 10 -7C3 + 77.034 log
C
Fournier &
Potter (1982)
Quartz T = 53.500 + 0.11236C-0.5559x
10 -4C2 + 0.1772x10 -7C3 + 88.390 log
C
Arnorsson
(1983)
Chalcedony T = 1032 / (4.69-log C) 273.15 Fournier (1977)
Chalcedony T = 1112 / (4.91-log C) 273.15 Arnorsson
(1983)
Cristobalite T = 1000 / (4.78-log C) 273.15 Fournier (1977)
Opal T = 781 / (4.51-log C) 273.15 Fournier (1977)
C = konsentrasi SiO 2 dalam fluida
b. Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 ) Geotermometer Na-K dapat diterapkan untuk reservoir air klorida dengan suhu >
180C. Geotermometer ini punya keunggulan yaitu tidak banyak terpengaruh oleh
dilution ataupun steam loss . Geotermometer ini kurang bagus untuk suhu < 100 C juga
untuk air yang kaya Ca yang banyak berasosiasi dengan endapan travertine.
Geotermometer Persamaan Referensi
Quartz No
steam loss
T = 1309 / (5.19-log C) 273.15 Fournier (1977)
Quartz
maximum steam
loss at 100C
T = 1522 / (5.75-log C) 273.15 Fournier (1977)
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
7/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
7
Tabel 4.2 Geotermometer Na-K ( Fournier,1979,Giggenbach,1988 )
Geotermometer Persamaan Referensi
Na - K T = [855.6 / (0.857+log(Na/K))] 273.15 Truesdell (1976)
Na - K T = [833 / (0.780+log(Na/K))] 273.15 Tonani (1980) Na - K T = [1319 / (1.699+log(Na/K))] 273.15 Arnorsson et all
(1983 )
Na - K T = [1217 / (1.483+log(Na/K))] 273.15 Fournier (1979)
Geotermometer Persamaan Referensi
Na - K T = [1178 / (1.470+log(Na/K))] 273.15 Nieva & Nieva
(1987)
Na - K T = [1390 / (1.750+log(Na/K))] 273.15 Giggenbach (1988)
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
8/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
8
c. Geotermometer Na K Mg Dengan menggunakan perbandingan unsur-unsur Na, Mg, dan K kita dapat mengetahui
temperature dari reservoir berdasarkan unsur-unsur tersebut yang larut dalam fluida
geothermal.
Na/K mewakili proses kesetimbangan reaksi di dalam reservoir yang bersifat lambat,.
K-Mg mewakili proses kesetimbangan yang cepat pada daerah yang mendekati
permukaan . Keduanya dapat digunakan untuk mengevaluasi di dalam reservoir
maupun di level dekat permukaan.
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
9/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
9
3. ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA PANASBUMI DAERAH MARIBAYADari hasil data geokimia air yang telah diberikan, dilakukan plotting terhadap anion-anion
Cl -, SO 42-, dan HCO 3 untuk mendapatkan jenis air geothermal dari daerah maribaya ini. Ion Cl -
(klorida) merupakan anion utama dalam air formasi dan muncul sebagai unsur pokok dalam airtawar, konsentrasi ion klorida digunakan sebagai ukuran salinitas air. Ion Bikarbonat merupakan
ion yang dapat membentuk scale yang insoluble (tidak dapat larut dalam air). Ion sulfat (SO 42-)
seringkali menimbulkan masalah akibat kemampuannya untuk ereaksi dengan kalsium, barium,
dan stronsium untuk membentuk scale insoluble .
Parameter satuan 1 2 3 4 5
Cl-
(mg/L) 62.42 62.84 60.14 61.2 95.2SO4 (mg/L) 3.37 1.35 1.4 2.85 1.85
HCO3 (mg/L) 1016.5 1095.7 1127.04 1017.48 984.3
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
10/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
10
Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah
larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl - rendah dan komposisi bikarbonat yang
dominan.
Geotermometer
Analisa geotermometer yang pertama adalah menggunakan kation Na , K dan Mg
didapatkan hasil bahwa kation yang tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir
dibawah 100 oC (tidak terlalu jelas). Hal ini menunjukkan korelasi antara suhu reservoir dengan
fluida reservoir yang didapatkan karena pada umumnya memiliki temperature yang tidak terlau
tinggi.
Sampel Mg Na K
Mg Na/1000 K/1001 78.1 111.01 27.96 8.83742 0.11101 0.27962 89.2 121.94 29.75 9.444575 0.12194 0.29753 91.8 124.68 30.47 9.581232 0.12468 0.30474 84.6 129.67 30.4 9.197826 0.12967 0.3045 87 116.8 29.86 9.327379 0.1168 0.2986
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
11/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
11
Hasil untuk geotermometer berikutnya adalah analisis terhadap geotermometer silica. Jenis
silica disini adalah amorf silica dengan asumsi fluida dengan jenis bikarbonat memiliki
temperature yang relative lebih rendah dibanding dengan jenis fluida yang lain, sehingga jenis
silica yang digunakan adalah amorf silica.
Dari hasil plotting data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature reservoir
berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60 -o35 oC.
Sampel SiO21 160.31
2 174.84
3 178.24
4 172.7
5 169.04
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
12/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
12
Analisa Asal Fluida
Analisa asal fluida dilakukan dengan menggunakan isotope 18O dan 2H untuk menganalisa
fluida bikarbonat yang didapat. Berikut adalah data isotope stabil yang dilakukan di daerah
Maribaya :
Hasil plotting memperlihatkan perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya
dengan garis meteoric global hal ini dapat mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya
mengalami interaksi dengan batuan dasar atau dengan air meteoric. Dilihat dari tren atau
Sampel O % H % 2H1 MA 4 -2.63 -42.5 -11.04
2 MA 1 -4.92 -44.75 -29.36
3 MA 6 -14.53 -91.03 -106.24
NoWeight mean value
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
13/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
13
kecenderungan perpotongan garis. Apabila terdapat data ketinggian dari masing-masing sampel
kita dapat menentukan daerah resapan dari fluida. Selain itu indikasi adanya interaksi antara fluida
dengan batuan cukup kuat dan masuk akal akibat adanya formasi Rajamandala pada Oligosen
Akhir Miosen Awal.
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
14/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
14
4. KESIMPULAN
1. Litologi darerah Maribaya di dominasi oleh Endapan Vulkanik Kuarter (Qvu) yang
umumnya terdiri dari breksi vulkanik, tuff, endapan lahar dan aglomerat. Sifat batuannya
sedikit kompak dan cukup permeable.
2. Dari data hasil plotting anion-anion sampel Maribaya didapatkan fluida dominan adalah
larutan bikarbonat yang terlihat dari komposisi Cl - rendah dan komposisi bikarbonat yang
dominan.
3. Analisis geotermometer dengan kation Na , K dan Mg didapatkan hasil bahwa kation yang
tercatat dari hasil sampling memiliki temperature reservoir dibawah 100 oC.
4. Analisis geotermometer data geokimia dari kelarutan silica didapatkan temperature
reservoir berdasarkan geotermometer silica adalah berkisar antara 60 -o35 oC.
5. Perpotongan antara isotope stabil pada daerah Maribaya dengan garis meteoric global
mengindikasikan fluida reservoir pada daerah Maribaya mengalami interaksi dengan
batuan dasar atau dengan air meteoric. Interaksi dengan batuan dasar diintepretasikan
merupakan interaksi fluida dengan Formasi Rajamandala yang mengalasi satuan batuan
Gunung Api Kuarter (daerah Maribaya)
Berdasarkan analisis geokimia fluida, menunjukkan manifestasi panasbumi daerah Maribaya
tidak berprospek untuk dijadikan kawasan pengembangan geothermal. Hal in didasarkan pada
berbagai analisis pada daerah penelitian yang tidak menunjukkan kualitas reservoir panasbumi
yang baik seperti temperature reservoir rendah , berkisar
-
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
15/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
15
DAFTAR PUSTAKA
Bronto, Sutikno dan Hartono Udi. 2006. Potensi sumber daya geologi di daerah Cekungan
Bandung dan sekitarnya. Bandung. Pusat Survei Geologi Indonesia.
Silitonga, P.H. 1973. Peta Geologi Lembar Bandung, Djawa. Direktorat Geologi.
Slide Perkuliahan:
Sucipta, Eddy I.G.B. 2014. Vulkanologi dan Geotermal ; Geokimia Geotermal. Bandung
Herdianita, Rina. 2010. Geologi Geotermal: Fluida Panasbumi.
Suwarman, Rusmawan. 2014. Hidrogeologi Umum : Kuliah 5 Penggunaan Isotop dalam
Geologi. Bandung.
Sumber website:
https://reader009.{domain}/reader009/html5/0223/5a8f20aebe298/5a8f20c6e7e9b.jpg
http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGA
MPING_FORMASI_RAJAMANDALA
https://www.google.co.id/maps/@-
6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3
http://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpghttp://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpghttp://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALAhttp://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALAhttp://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALAhttps://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3https://www.google.co.id/maps/@-6.912347,107.6587928,2956a,20y,341.55h,75.33t/data=!3m1!1e3http://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALAhttp://www.academia.edu/8569112/FASIES_DAN_UMUR_STRATIGRAFI_BATUGAMPING_FORMASI_RAJAMANDALAhttp://minerals.usgs.gov/performance/images/fig7sm.jpg -
7/21/2019 Analisis Geokimia Fluida Pada Manifestasi Panasbumi Daerah Maribaya, Bandung
16/16
Tugas Eksplorasi dan Evaluasi Panasbumi TA4 11
LAMPIRAN