Sistem panas bumi daerah Candi Umbul-Telomoyo, Jawa Tengah merupakan salah satulapangan panas bumi di Indonesia yang terbentuk pada lingkungan magma basaltik. Fluidapanas satu fasa bertemperatur tinggi terbentuk pada zona resevoir yang memiliki permeabilitastinggi sebagai fasa cair. Fluida ini dapat tersimpan dengan baik di reservoir dikarenakan ditutupilapisan penudung berupa batuan ubahan yang bersifat kedap air. Zona dari sistem panasbumi Telomoyo terbentuk di dalam kaldera komplek Telomoyo, sedangkan zonaterbentuk di daerah sekitar manifestasi Candi Dukuh, Candi Umbul dan Pakis Dadu.Karakteristik sistem panas bumi daerah Candi Umbul-Telomoyo menunjukkan bahwa daerah inipotensial untuk dikembangkan.

Kata kunci : sistem panas bumi, sumber panas, reservoir, batuan penudung, fluida panas.

upflowoutflow

SISTEM PANAS BUMI DAERAH CANDI UMBUL-TELOMOYOBERDASARKAN KAJIAN GEOLOGI DAN GEOKIMIA

Oleh:

Dudi Hermawan, Sri Widodo, Eddy Mulyadi

Pusat Sumber Daya GeologiJl. Soekarno Hatta No. 444 Bandung

SARI

Candi Umbul-Telomoyo geothermal system is one of the Indonesia geothermal field that formedin basaltic magma environment. Single phase high temperature thermal fluids formed in theresevoir zone that has a high permeability as liquid phase. This fluid can be stored in thereservoir due to the covering of alteration as cap rocks. Upflow zones of Telomoyo geothermalsystem formed within the caldera of Telomoyo complex, while its outflow zone formed at aroundof the manifestations of Candi Dukuh, Candi Umbul, and Pakis Dadu. Characteristics of theCandi Umbul-Telomoyo geothermal system indicate that this area is potentially developed.

Keywords : geothermal system, heat sources, reservoir, cap rock, hot fluids.

ABSTRACT

MAKALAH ILMIAH

1Buletin Sumber Daya Geologi Volume Nomor - 2017 1 2

dan secara konveksi. Perpindahan panassecara konduksi terjadi melalui batuan,sedangkan perpindahan panas secarakonveksi terjadi karena adanya kontakantara air dengan suatu sumber panas.

Kontak antara air meteorik denganpanas di kedalaman membentuk fluidapanas di reservoir. Reservoir merupakanbatuan yang memiliki permeabilitas tinggis e h i n g g a b i s a m e n j a d i t e m p a tterakumulasinya fluida. Fluida panas ini tidakke luar atau bocor ke permukaandikarenakan ditutupi oleh batuan penudungyang merupakan batuan yang kedap air( ). Adanya struktur geologiberupa patahan yang memotong reservoir,menyebabkan fluida panas ini dapat keluarke permukaan berupa manifestasi panas

impermeable

Keberadaan sistem panas bumi padaumumnya berkaitan dengan magmatismeyang terbentuk di suatu daerah. Posisigeografis Indonesia yang terletak pada jalurgunung api ( ) merupakan wilayahyang memiliki suatu potensi panas bumi.

Sistem panas bumi adalah energi yangtersimpan dalam bentuk air panas atau uappada kondisi geologi tertentu padakedalaman beberapa kilometer di dalamkerak bumi (Rybach, 1981). Sistem panasbumi ini merupakan gabungan dari beberapaunsur, yaitu : sumber panas ( ),reservoir, batuan penudung ( ), danfluida panas.

Sistem panasbumi terbentuk sebagaihasil perpindahan panas dari sumber panasdi sekelilingnya yang terjadi secara konduksi

ring of fire

heat sourcescap rock

PENDAHULUAN

2 Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7 Nomor 1 - 2012

MAKALAH ILMIAH

membentuk daerah kajian.Analisis data geokimia berupa kajian

tentang karakteristik fluida panas bumi yangdiperoleh dari jenis manifestasi dankonsentrasi senyawa kimia terlarut yangterabsorpsi dalam fluida.

Dari analisis-analisis tersebut, makadikompilasikan dalam suatu model tentatifs i s t e m p a n a s b u m i y a n g b i s amenggambarkan proses pembentukansistem panas bumi di daerah Candi Umbul-Telomoyo.

Makalah ini bersumber dari laporanP e r t a m i n a ( 1 9 8 8 - 1 9 9 3 ) b e r u p apengumpulan data geologi, geokimia, dangeofisika hingga pengeboran landaian suhuserta hasil survei terpadu panas bumi,PSDG, 2010 dan makalah “Delineasi DaerahProspek Panas Bumi Berdasarkan AnalisisKelurusan Citra Landsat di Candi Umbul-Telomoyo”, Provinsi Jawa Tengah (DudiHermawan, Yuanno Rezky, 2011), denganmelakukan pendekatan geosains dari teorikepanasbumian yang telah ada.

Daerah panas bumi Candi Umbul-Telomoyo terletak pada zona PegununganSerayu Utara, dengan batuan tertua adalahbatuan sedimen berumur Miosen Tengahdengan mekanisme pengendapan turbiditdalam lingkungan neritik. Pada Kala PliosenAtas terjadi proses pengangkatan yangdiikuti oleh erupsi efusif Ungaran Tua padaKala Plistosen Awal yang menghasilkansatuan lava Ungaran-1. Selain itu di sebelahtenggara Ungaran terjadi aktivitas vulkanikTelomoyo-1 yang menghasilkan endapanlava dan piroklastik. Letusan besarTelomoyo-1 menyebabkan terjadinyaruntuhan ( ) dan menghasilkanstruktur kaldera yang diikuti oleh munculnyakembali aktivitas vulkanik post-kalderaTelomoyo-2 yang menghasilkan endapanlava dan piroklastik. Aktivitas vulkanik terusberlanjut hingga membentuk kerucutTelomoyo sekarang yang berkomposisiandesit-basaltik dan kerucut Andong. Faseakhi r akt iv i tas vu lkan ik Telomoyodicerminkan oleh pembentukan kerucutskoria ( ). Saat itu di sebelah utara(Gunung Ungaran) dan sebelah selatan(Gunung Merbabu) juga terjadi aktivitasvukanik yang menghasilkan endapan lavadan piroklastik. Endapan lahar dan aluvium

GEOLOGI DAN GEOKIMIA

collapse

scoria cone

bumi (misalnya air panas).S u a t u l a p a n g a n p a n a s b u m i

mempunyai karakteristik sistem panas bumidengan ciri khas tersendiri. Daerah panasbumi Candi Umbul-Telomoyo merupakansalah satu lapangan panas bumi di Indonesiayang terbentuk pada suatu komplekgunungapi Kuarter yaitu komplek Telomoyo.Penelitian panas bumi lebih detail di daerahini sangat diperlukan untuk mengetahuipembentukan sistem panas bumi, daerahprospek dan potensi energi panas bumi.

Penelitian panas bumi di daerah ini telahdilakukan oleh Pertamina dari tahun 1988-1993 berupa pengumpulan data geologi,geokimia, dan geofisika hingga pengeboranlandaian suhu. Sedangkan pada tahun 2010,Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologijuga telah melakukan Survei TerpaduGeologi dan Geokimia serta SurveiMagnetotellurik di daerah ini. Hasil daripenelitian sebelumnya ini menunjukkanbahwa daerah panas bumi Candi Umbul-Telomoyo ini memiliki karakteristik geosainsyang sangat menarik. Namun hasil penelitiansebelumnya ini belum membahas lebih detailmengenai unsur pembentukan sistempanas-bumi, sehingga pada makalah iniakan dibahas berdasarkan data geosainsdaerah panas bumi Candi Umbul-Telomoyoyang meliputi data geologi dan geokimia.Tujuannya adalah untuk lebih memahamilagi tentang karakteristik dan prosespembentukan sistem panas bumi daerah inisehingga diharapkan dapat dijadikan salahsatu acuan dalam proses pengembanganselanjutnya.

Metode yang digunakan dalam makalahini terdiri dari studi literatur dan kajian datasekunder berupa analisis data geologi dandata geokimia.

Dalam studi literatur dikaji teori-teoridasar dari pembentukan sistem panas bumiuntuk mempelajari/mengumpulkan datayang relevan sebagai pembandingpenulisan makalah ini. Studi literaturmenghasilkan kerangka berpikir danefisiensi pembahasan yang lebih terarah.

Analisis data geologi adalahmengkaji data geologi yang ada sepertistratigrafi, pola struktur geologi, batuanubahan, dengan tujuan untuk mengetahuidan memahami tatanan geologi yang

METODOLOGI

Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7 Nomor 1 - 2012

MAKALAH ILMIAH

3

terbentuk di sepanjang pedataran dansungai-sungai besar (Gambar 1). Strukturgeologi yang berkembang terdiri dari strukturkaldera dan sesar-sesar normal berarahbaratdaya-timurlaut yang terbentuk akibataktivitas Gunung Telomoyo, serta sesar-sesar mendatar berarah relatif utara-selatandan baratlaut-tenggara yang merupakanstruktur regional dan sebagian sudah ditutupioleh produk batuan yang lebih muda (PSDG,2010).

Daerah yang diperkirakan memilikikerapatan tinggi struktur geologi dandiperkirakan mempunyai zona permeabilitasyang tinggi terletak di bagian utara kerucutmuda Telomoyo yaitu dari lereng baratlautkerucut muda Telomoyo memanjang keutara-timurlaut sampai daerah Keningar danCandi Dukuh (Dudi Hermawan dan YuannoRezky, 2011).

Manifestasi panas bumi di daerah CandiUmbul-Telomoyo terdiri dari mata air panasyang tersebar di tiga lokasi yaitu mata airpanas Candi Dukuh dengan temperaturberkisar antara 35-36 C, serta mata airpanas Candi Umbul dan Pakis Dadu dengantemperatur berkisar antara 35-36 C.

Selain manifestasi berupa mata airpanas, di daerah ini ditemukan juga batuanubahan yang tersebar cukup luas di tigalokasi yaitu di daerah Sepakung, Keningardan Kendal Duwur. Batuan ubahan ini terdiridari kelompok alunit-kaolinit dan minerallempung monmorilonit serta haloisitsehingga dapat dikelompokkan ke dalamtipe ubahan argilik-argilik lanjut.

Fluida panas merupakan air tipeklorida-bikarbonat pada zona

yang memberikan gambaran bahwakondisi air panas kemungkinan berasallangsung dari kedalaman, tetapi selamadalam pencapaian ke permukaankemungkinan telah mengalami kontaminasiatau pengenceran oleh air permukaan yangcukup dominan.

Berdasarkan data pengeboran landaiansuhu yang dilakukan Pertamina, dapatdiketahui bahwa batuan penyusun sumurtersebut sampai kedalaman 502 m terdiridari breksi tufa, breksi andesit, andesit dantufa yang telah mengalami ubahanhidrotermal dengan intensitas ubahan 30-65% jenis argilitisasi sampai silisifikasi(Tabel 1). Nilai landaian suhu padapemboran di lokasi ini sekitar 10 C/100 m.

o

o

o

immaturewater

Gambar 1. Peta Geologi Daerah Panas Bumi Candi Umbul-Telomoyo(Modifikasi dari Peta Geologi Tim Survei Terpadu Panas Bumi, PSDG, 2010)

SedimenVulkanik ungaran

Vulkanik Telomoyo

Vulkanik Telomoyo

VulkanikAndong

Vulkanik Merbabu

Scoria Cone

Sedimen

Zona Kerapatantinggi struktur

Sumur BorLandaian Suhu

TSH-01

Mata air panasCandi Umbul-Pakis DaduT : 35,6 C,Tipe air klorida-bikarbonat

0

Batuan ubahanbertipeargilik-argilik lanjut

Mata air panas Candi DukuhT : 35,7 C,Tipe air bikarbonat

0

Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7 Nomor 1 - 2012

MAKALAH ILMIAH

4

Sumber panas yang membentuk sistempanas bumi Candi Umbul Telomoyo adalahsisa panas dari magma pada lingkunganmagma basaltik yang berasosiasi denganaktivitas vulkanik termuda komplekTelomoyo. Magma basaltik memilikiviskositas yang rendah, sehingga sifatfisiknya relatif lebih encer dibandingkandengan magma silisik, akan tetapidensitasnya lebih tinggi, yang diakibatkantingginya konsentrasi mineral mafik (besi danmagnesium). Karena sifatnya yang lebihcair, magma ini cenderung mampu bergeraksampai ke permukaan melalui rekahan-rekahan membentuk kerucut mudaTelomoyo. Sedangkan magma yang tidakberhasil menembus sampai permukaanterperangkap di kedalaman yang dangkalmembentuk kantong-kantong magma.Akibat kontak dengan batuan sekitar,kantong magma kehilangan panas secarakondukti f dan panas yang dilepasberinteraksi dengan air meteorik membentuk

sistem panas bumi.Fluida panas bumi di daerah ini berasal

dari air permukaan/meteorik yang masuk kebawah permukaan membentuk sistemkantong fluida/reservoir melalui rekahanmaupun ruang antar butiran. Interpolasi datapengukuran landaian suhu menunjukkanbahwa temperatur reservoi r padakedalaman 2.000 m sekitar 230 C yangtermasuk ke dalam kategori entalpi tinggi.

Reservoir daerah ini merupakan zonayang tersusun oleh batuan yang memilikisifat sarang. Permeabilitas dihasilkan olehkarakteristik stratigrafi (misal porositasintergranular pada lapilli, atau lapisanbongkah-bongkah lava) dan unsur struktur(misalnya sesar, kekar, dan rekahan).Geometri reservoir hidrotermal di daerahvulkanik merupakan hasil interaksi yangkompleks dari proses vulkano-tektonik aktifantara lain stratigrafi yang lebih tua danstruktur geologi. Resevoir yang membentuksistem panas bumi daerah Candi Umbul-Telomoyo terletak pada lingkungan batuan

PEMBAHASAN

o

Tabel 1.Komposit log hasil pemboran landaian suhu sumur TSH-01 (Pertamina, 1993)

Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7 Nomor 1 - 2012

MAKALAH ILMIAH

5

vulkanik dan sedimen yang memilikipermeabilitas tinggi. Pada umumnya batuanvulkanik dan sedimen memiliki permeabilitasprimer yang kecil. Akan tetapi tingginyaintensitas struktur geologi yang berkembangmengakibatkan terbentuknya permeabilitassekunder yang tinggi sehingga dapatmenyimpan fluida panas bumi yangpotensial.

Batuan penudung di daerah CandiUmbul-Telomoyo terdapat pada batuanvulkanik yang telah mengalami ubahan didalam kaldera letusan Telomoyo yangmerupakan bukti adanya interaksi fluidapanas bumi dengan batuan yang dilewatinyamelalui jalur-jalur rekahan. Batuan penudungini bersifat kedap atau memiliki permeabilitasrendah yang berfungsi sebagai penutupreservoir untuk mencegah keluar ataubocornya fluida panas bumi dari reservoir.

Dengan tidak ditemukannya manifestasipanas bumi seperti fumarol, dan temperaturreservoir sekitar 230 C pada kedalamanyang cukup dalam (2.000 m), maka reservoirdi daerah ini diduga merupakan reservoirsatu fasa yaitu fasa air.

Berdasarkan pemunculan manifestasipermukaan berupa batuan ubahan di dalamkaldera komplek Telomoyo (daerahSepakung, Keningar, dan Kendal Duwur)dan jenis fluida yang mempengaruhi proses

ubahan, maka diperkirakan bahwa daerahini merupakan zona Sedangkandaerah Candi Dukuh, Candi Umbul danPakis Dadu tempat munculnya mata airpanas sebagai zona

Hasil kajian ini menunjukkan bahwasistem panas bumi Candi Umbul-Telomoyoterbentuk pada lingkungan magma basaltikyang berasosiasi dengan aktivitas vulkanikterakhir Komplek Telomoyo. Fluida panasbertemperatur tinggi terakumulasi direservoir membentuk sistem satu fasa yaitufasa air. Lapisan reservoir ini ditutupi olehlapisan penudung berupa batuan ubahanyang kedap air yang juga tersingkap luas dipermukaan.

Zona terbentuk di dalam kalderakomplek Telomoyo, sedangkan daerahsekitar menifestasi Candi Dukuh, CandiUmbul dan Pakis Dadu merupakan zona

dari sistem panas bumi CandiUmbul-Telomoyo.

Dengan karakteristik sistem panas bumiseperti ini, daerah panas bumi Candi Umbul-Telomoyo potensial untuk dikembangkan,dengan mempertimbangkan peluang danhambatan yang mungkin akan dihadapi(misalnya teknologi eksplorasi yang akandigunakan).

o

upflow.

outflow.

upflow

outflow

KESIMPULAN

MAKALAH ILMIAH

Gambar 2. Model tentatif sistem panas bumi Candi Umbul-Telomoyo

Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7 Nomor 1 - 2012

MAKALAH ILMIAH

6

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terima kasih kami ucapkankepada rekan-rekan yang telah memberikanmasukan, dan tim editor yang telah

mengoreksi dan memberikan saran dalampenyusunan makalah ini. Serta kepadadewan redaksi yang telah memberikankesempatan makalah ini sehingga dapatditerbitkan.

Anonim, 2010. Laporan Survei Terpadu Geologi dan Geokimia Daerah Panas Bumi CandiUmbul-Telomoyo, Provinsi Jawa Tengah, Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung(unpublished report)

Anonim, 1993, Laporan Akhir Pengumpulan Data Geologi, Geokimia, dan Geofisika sertaPengukuran Landaian Suhu di dalam Sumur Dangkal di daerah Telomoyo-JawaTengah. Pertamina, Jakarta

Anonim, 1989, Geologi dan Alterasi Batuan Daerah Gunung Telomoyo, Jawa Tengah.Pertamina, Jakarta

Pertamina, Jakarta

Hayashi, M., 1973. Hydrothermal alteration in the Otake geothermal area, Kyushu. J. JapanGeotherm. EnergyAssoc.

Anonim, 1988, Laporan Survey Hg dan CO daerah Gunung Telomoyo, Jawa Tengah.

Robert E.Thaden, dkk, 1975, Geologi Lembar Magelang dan Semarang, Pusat Penelitian danPengembangan Geologi.

Rybach, L, 1981, Geothermal systems: conductive heat flow, geothermal anomalies.In:

Rybach, L,and Muffler, L.J.P, (eds) Geothermal systems. Wiley, New York, 3-36

Soengkono, S., Te Kopia geothermal system (New Zealand) - the relationship between itsstructure and extent, Geothermics 28 (1999a), page 767-784.

Soengkono, S., Analysis of Digital Topographic Data for Exploration and Assessment ofGeothermal System, Proceeding 21st New Zealand Geothermal Workshop (1999b).

Suryantini and Hendro Wibowo, Application of Fault and Fracture Density (FFD) Method forGeothermal Exploration in Non-Volcanic Geothermal System; a Case Study inSulawesi-Indonesia.Proceedings World Geothermal Congress 2010. Bali, Indonesia.

2

Hermawan, D. dan Rezky, Y., 2011, Delineasi Daerah Prospek Panas BumiBerdasarkanAnalisis Kelurusan Citra Landsat di Candi Umbul-Telomoyo, Provinsi JawaTengah, Bul. Sumber Daya Geologi, Pusat Sumber Daya Geologi, Bandung

DAFTAR PUSTAKA

Diterima tanggal 11 Maret 2012Revisi tanggal 26 April 2012