PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition INDIKASI ZONA OUTFLOW DARI SISTEM PANAS BUMI DAERAH BANTARKAWUNG, BREBES, JAWA TENGAH Oktoberiman1, Dimas Aji R. Prawiranegara1, Rizal T. Alya1, Fajar R. Widiatmoko1 1 Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto *Corresponding author: [email protected] Abstrak Meningkatnya kebutuhan energi pada masyarakat modern serta menurunnya produksi energi konvensional mendorong adanya usaha untuk mencari sumber daya energi non konvensional diantaranya panas bumi. Letak geografis Indonesia dilalui oleh jalur gunung api menjadikan Indonesia sebagai negara dengan potensi panas bumi yang besar. Daerah Bantarkawung terletak di barat daya gunung slamet memliki manifestasi panas bumi berupa mata air panas yang mengindikasikan sistem panas bumi. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi sistem panas bumi dan zona outflow serta kaitannya dengan kondisi geologi daerah penelitian. Penelitian ini meliputi studi inderaja, studi lapangan, dan studi laboratorium. Studi inderaja menggunakan metode Fault and Fracture Density (FFD) yang bertujan mengetahui potensi panas bumi berdasarkan densitas struktur geologi. Studi lapangan meliputi pemetaan geologi, pengukuran suhu mata air panas, dan pengambilan sampel yang bertujuan untuk mengetahui kondisi geologi dan karakteristik air panas di lapangan. Studi laboratorium meliputi analisi kimia air panas dengan metode AAS, Flamefotometri, dan titrasi untuk menentukan jenis fluida air panas serta suhu air panas reservoir. Analisis FFD menunjukan potensi geothermal berada di bagian tengah dan utara daerah penelitian. Hasil dari pemetaan geologi, daerah penelitian tersusun atas satuan batulempung, batupasir dan intrusi andesit dengan struktur geologi berupa sesar anjak mengiri pangebatan, sesar anjak mengiri karangpari, sesar mendatar kanan bisole, sesar mendatar kanan pangebatan, sesar anjak menganan Ci Picung, Antiklin Karangpari dan Sinklin Pangebatan, ditemukan mata air panas dengan suhu 47 oC dan 65oC di selatan bagian tenggara dan barat daya yang sesuai dengan hasil analisis FFD. Analisis laboratorium berdasarkan perbandingan komposisi ion utama Cl-, SO42-, dan HCO3- disimpulkan jenis air panas bertipe bikarbonat dan klorida, hal ini menunjukan bahwa air panas daerah penelitian diperkirakan merupakan hasil pencampuran air tanah dengan air panas reservoir di zona outflow. Pendahuluan Daerah penelitian berada di daerah Bantarkawung, Kabupaten Brebes, Jawa Tengah dengan luas daerah 24km2 yang terdiri dari 7 desa (Karang Pari, Waru, Pangebatan, Telaga, Bantarkawung, Ciomas dan Tambakserang). Bantarkawung merupakan daerah yang menarik untuk dilakukan penelitian khususnya panas bumi. Sekitar daerah penelitian terdapat beberapa mata air panas yang mengindikasikan adanya manifestasi dari sistem panas bumi, litologi yang menarik dan struktur geologi yang kompleks. Panas bumi di daerah penelitian dipengaruhi oleh tektonik Jawa yang berkebang dengan baik (Kastowo, 1975).Secara umum ada tiga pola struktur yang berkembang di Jawa, yaitu pola meratus yang berarah Timur laut-Barat Daya (NE-SW), pola Sunda yang berara Utara-Selatan (N-S), dan pola Jawa yang berarah TimurBarat (E-W). Stratigrafi regional daerah penelitian tersusun atas formasi Rambatan, formasi halang, lahar slamet, formasi lempeng dan retas.. Bagian bawah formasi rambatan tersusun atas batu pasir gampingan dan konglmerat yang berseilng dengan lapisan tipis napal dan serpih, sedangkan bagian atas terdiri dari batupasir gampingan kelabu terang sampai kebiruan. Formasi halang tersusun atas batupsir tufaan, konglomerat, napal dan batulempung yang berseling dan berlapis dengan baik. Endapan slamet tersusun atas lapisan lava dibagian bawah yang membentuk topografi hampir rata dan punggungan tajam sepanjang tepi sungai. Formasi retas lempeng dan retas tersusun atas andesit hornblende dan basalt piroksen. Potensi panas bumi daerah Brebes telah banyak diteliti. Iswahyudi dkk (2013) mendefinisikan manifestasi air panas Paguyangan, Brebes sebagai zona outflow sistem panas bumi Gunung Slamet. Zona outflow mempunyai daerah luasan 5-20 km dari sumber panas. Daerah Bantarkawung mempunyai jarak lebih dari 20km dari Gunung Slamet, sehingga perlu diteliti sistem panas bumi yang berada di Bantarkawung. PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition Metode dan data Fault and fracture density (FFD) FFD adalah metode interpretasi jarak jauh yang bertujuan untuk mengetahui area panas bumi berdasarkan densitas rekahan yang terdapat di daerah penelitian. Hasil FFD didapatkan dari kelurusan struktur yang diilustrasikan dari kelurusan sungai, kelurusan lembah, sesar atau rekahan, kontak litologi (Bujung dkk, 2011) sehingga diketahui daerah anomali yang mengindikasikan potensi panas bumi di daerah penelitian. Pemetaan geologi Pemetaan geologi bertujuan untuk membuat peta geologi. Peta geologi adalah peta yang memuat persebaran dan susunan perlapisan batuan berdasarkan pengamatan lapangan, sehingga dapat dibuat refleksi tiga dimensi perlapisan batuan. Pemetaan geologi dilakukan dengan mengumpulkan data-data geologi seperti litologi,stratigrafi, dan struktur geologi, sehingga dapat menjelaskan kenampakan manifestasi panasbumi seperti mata air panas,fumarol. Analisis Geokimia Analisis geokimia meliputi analisis unsur-unsur kimia seperti HCO3- , SO42-, Na, Ca, Mg, K, Cl, B, dan pH. Berdasarkan analisis geokimia dapat diketahui hubungan antara manifestasi panas bumi dengan potensi panas bumi di daerah penelitian (Nicholson, K. 1993). Hasil dan Diskusi Analisa Fault Fracture Density (FFD) Berdasarkan kalkulasi dari distribusi intensitas struktur dengan menggunakan FFD, daerah Bantarkawung dapant dibagi menjadi tiga intensitas struktur yang memiliki intensitas tinggi, cukup tinggi, dan intensitas rendah. Daerah dengan intensitas tinggi ditunjukkan dengan warna merah, intensitas cukup tinggi ditunjukkan dengan warna kuning hingga merah, dan Intensitas struktur rendah ditunjukkan dengan warna hijau hingga biru. Daerah dengan intensitas tinggi terletak di utara deerah penelitian, sedangkan daerah dengan intensitas cukup tinggi berada di bagian selatan barat daya dan tenggara. Daerah dengan intensitas rendah dianggap sebagai daerah non anomali. Daerah dengan anomali baik dibagian utara ataupun selatan berasosiasi dengan source rock, karena intensitas struktur tersebut berasosiasi dengan sistem fluida. Kehadiran dari fault pada topografi mengindikasikan sebagai kontrol deformasi dan fracture di daerah penelitian (Siswono, dkk. 2013). Peta FFD menunjukkan anomali densitas struktur (merah, dan kuning-merah) yang terletak di utara serta di selatan bagian barat daya dan tenggara daerah penelitian. Densitas struktur berhubungan dengan manifestasi panas bumi kerana densitas struktur yang lebih tinggi umumnya berhungan dengan potensi panas bumi yang lebih tinggi bergantung dengan sumber panasnya. Pemetaan Geologi Dari pemetaan geologi diketahui daerah penelitian tersusun atas empat satuan dari tua ke muda yaitu satuan batulempung, batupasir, intrusi andesit, endapan aluviafluvial. Satuan batulempung ini terdiri dari batulempung berselingan dengan batupasir serta sisipan batugamping. Batulempung secara megaskopis memiliki ciri litologi antara lain berwarna abu-abu gelap, kompak sedang, bersifat karbonatan dan dibeberapa lokasi terlihat batulempung mengalami oksidasi sehingga berwarna merah tua. Ciri litologi batupasir pada daerah ini berwarna abuabu cerah, besar butir pasir halus - kasar, bentuk butir membundar-membundar tanggung, dominan terpilah baik, matriks lempung, karbonatan, kemas tertutup, porositas baik, kompak dan tersingkap dalam keadaan segar serta terdapat pula struktur graded bedding. Batugamping pada satuan ini merupakan batugamping klastik yang memiliki deskripsi megaskopis yaitu berwarna abu-abu (segar), sangat kompak, besar butir pasir halus, terpilah baik, kemas tertutup. Satuan batupasir terdiri dari batupasir perselingan batupasir dan batulempung serta sisipan konglomerat (oktoberiman. 2014) . Secara megaskopis batupasir pada satuan ini umumnya mempunyai ciri litologi antara lain ukuran butir kasar dan semakin ke atas semakin menghalus begitu juga dengan ketebalannya semakin menipis, terdapat struktur sedimen yang beragam yaitu graded bedding, konvolut, paralel laminasi, load cast, flute cast serta bioturbasi. Batupasir berukuran butir halus - kasar, abu-abu cerah,pilah baik –buruk ,kemas terbuka - tertutup, fragmen bat.beku, batulempung, dengan komposisi mineral kuarsa, feldspar, mineral mafik. Terdapat pula batupasir berfragmen dengan ukuran fragmen kerikil-kerakal.. Batulempung berwarna abu-abu gelap, karbonatan, kompak, tersingkap dalam keadaan segar. Sedangkan konglomerat dicirikan oleh warna abu-abu - hitam, ukuran butir kerikil - kerakal, fragmen membundar - membundar tanggung, kemas terbuka, pilah buruk, kompak, karbonatan, matriks batupasir sedang dengan fragmen dominan batuan beku Intrusi andesit terletak di bagian utara daerah penelitian, Pola pengaliran yang terdapat pada satuan ini adalah radial .Pola aliran sungai radial ini membentuk pola melingkar yang berpusat pada suatu titik yang kemudian menyebar ke segala arah. Pemerian litologi secara makroskopis pada satuan ini adalah berwarna abu-abu terang, berstruktur masif, memiliki tekstur porfiritik, hipokristalin, dan inequigranular. Satuan endapan aluvial-fluvial merupakan satuan paling muda daerah penelitian berumur resen (parlindungan, 2014), terdiri atas endapan butir berukuran pasir hingga berangkal yang belum terkonsolidasi, Satuan ini tersusun PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition atas material lepas hasil sedimentasi yang sudah mengalami pelapukan berupa batuan beku maupun batuan sedimen. Identifikasi struktur pada daerah penelitian diawali dengan interpretasi kelurusan-kelurusan topografi, diketahui daerah ini memiliki pola kelurusan NW-SE. Struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian yaitu sesar anjak mengiri pangebatan, sesar anjak mengiri karangpari, sesar mendatar kanan bisole, sesar mendatar kanan pangebatan, sesar anjak menganan Ci Picung, Antiklin Karangpari dan Sinklin Pangebatan. Manifestasi permukaan berupa mata air panas yang terelak di selatan bagian tenggara daerah penelitian, memiliki temperatur 450C, 430C, dan 650C. Manifestasi mata air panas terletak diatas satuan batupasir. Analisa Geokimia Manifestasi dari air panas memiliki suhu 450C, dan 650C. Hasil analisis geokimia yang dilakukan pada dua sampel air panas tersebut tersaji dalam tabel 2. Sampel air panas SH 2 memiliki pH air cenderung basa. Pada diagram Cl-SO4HCO3 (gambar 3) menunjukkan karakteristik air bikarbonat dengan persentase HCO3 yang cukup besar. Pada diagram Na-K-Mg (gambar 4) menunjukkan partial equilibrium yang mengindikasikan proses kimia di dalam air hampir stabil atau telah terjadi sebagian interaksi batuan dengan fluida panas, tersebut sebelum ke permukaan. Pada diagram Cl-Li-B (gambar 5) menunjukan kandungan Boron (B) yang relatif tinggi diakibatkan oleh adanya interaksi antara air panas dengan batuan yang dilaluinya, dalam hal ini adalah batuan sedimen di daerah penelitian. Sampel air panas SH 3 yang terletak lebih utara dari SH 2 cenderung menunjukkan pH air yang lebih basa. Sampel SH 3 memiliki karakteristik air klorida pada diagram ClSO4-HCO3- ditunjukkan dengan persentase Cl- yang cukup tinggi. Pada diagram Na-K-Mg (gambar 4) menunjukkan partial equilibrium dengan karakteristik yang lebih stabil dibanding sampel SH 2. Pada diagram Cl-Li-B menunjukkan Boron yang relatif tinggi dibandingkan sampel SH 2. Diskusi : Sistem Panas Bumi Bantarkawung Berdasarkan hasil analisis FFD pada daerah penelitian, menunjukkan bahwa anomali panas bumi diindikasikan pada bagian utara tenggara-barat daya dengan warna merah – kuning. Sampel air panas daerah penelitian ini terletak pada bagian tenggara-barat daya dengan suhu 430C-650C, dimana semakin ke utara suhu mata air panas semakin meningkat disertai oleh adanya uap sulfur pada mata air panas yang lebih utara. Berdasarkan data geokimia mata air panas di daerah penelitian merupakan air kloridabikarbonat menunjukkan air panas keluar sebagai manifestasi dari batas antara zona upflow dan outflow. Selain itu semakin ke utara sifat kimia air cenderung lebih stabil dan semakin sedikit fluida panas yang berinteraksi dengan air permukaan. Kondisi tersebut mengindikasikan sumber panas sistem panas bumi Bantarkawung berasal dari utara daerah penelitian. Intrusi andesit yang berada di utara daerah penelitian berperan sebagai sumber panas sistem panas bumi Bantarkawung, hal tersebut diperkuat dengan jarak manifestasi dengan intrusi yang semakin dekat semakin tinggi suhunya. Intrusi andesit muncul di daerah penelitian karena menerobos rekahan-rekahan atau bidang lemah akibat kompresi yang intensif. Sesar-sesar tersebut juga mengontrol aliran fluida panas, rekahanrekahan memungkinkan adanya pengaliran fluida panas sehingga mata air panas muncul di permukaan. Intrusi batuan beku yang nampak dipermukaan diperkirakan masih menyimpan panas di bawah permukaan, panas inilah yang menjadi sumber energi di sekitar manifestasi panas bumi daerah penelitian. Kehadiran mata air panas juga dikontrol oleh karakteristik batupasir yang terletak di daerah penelitian. Satuan batupasir memiliki permeabilitas yang lebih baik dibanding satuan batulempung. Permeabilitas yang lebih baik akan menjadi media yang lebih efektif sebagai media alir baik secara horizontal ataupun vertikal. Kesimpulan Daerah penelitian terdiri atas empat satuan batuan yaitu satuan batupasir, batupasir, intrusi Andesit, dan aluvial. Manifestasi panas bumi daerah ini dipengaruhi oleh satuan batupasir serta struktur geologi berupa sesar anjak dan mendatar. Sumber panas daerah penelitian berasal dari intrusi andesit yang berada di utara, yang didukung oleh analisis geokimia air panas berupa air klorida-bikarbonat yang menunjukkan batas antara zona upflow dan outflow sistem panas bumi. Model sistem panas bumi Bantarkawung dapat menjadi landasan baru untuk eksplorasi panas bumi di Brebes yang diyakini selama ini berasal dari Gunung Slamet. Referensi Bujung, A.N. Cyrke, S. Alamte, M. Dicky, H. Febri ,dan S. Adjat. 2011. Identifikasi prospek panas bumi berdasarkan Fault and Fracture Density (FFD):Studi kasus Gunung Patuha, Jawa Barat, Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi, Vol. 2 No. 1 April 2011 2011: 67 – 75 Iswahyudi, Sachrul. A. Widagdo, Subana, N. R. Herdianita (2013),“Outflow Zone Indication of Geothermal System In Paguyangan Hotspring, Brebes, Central Java” PROCEEDINGS, 2nd ITB Geothermal Workshop 2013 Kastowo, 1975, “Peta Geologi, Lembar Majenang, Jawa, Skala 1:100.000”, Direktorat Geologi, Departemen Pertambangan Republik Indonesia. Nicholson, K. 1993, “Geothermal Fluids, Chemistry and Exploration Techniques”, Springer Verlag, Berlin, 15. Parlindungan, Albert., 2014, Laporan Praktek Kerja Lapangan Geologi Daerah Pangebatan Dan Sekitarnya Kecamatan Bantarkawung Kabupaten Brebes Provinsi Jawa Tengah, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition Siswono, Yupi. Y.Listiawan, and R. Sahri. Galunggung Geothermal Prospect Condition : An Assesment For Further Development”Prosiding Seminar Kebumian Ke-6 Teknik Geologi Universitas Gadjah Mada, 11-12 Desember 2013 Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Bapak Sachrul Iswahyudi selaku dosen Teknik geologi Unsoed yang telah membimbing hingga terselesaikannya makalah ini. Tabel 1. Hasil analisis dua sampel air panas dan satu sampel air dingin Parameter SH2 SH3 CW1 Ca 10,074 1,109 5,65 Mg 0,167 0,005 0,225 Na 67,16 67,16 85,07 K 1,836 1,972 0,947 HCO33,36 1,6 0,74 SO420,29 0,202 0,135 Cl3,4 3 3,2 B 2,126 8,893 1,322 Li 0,02 0,017 0,005 pH 7,52 8,13 8,03 *satuan dalam ppm (kecuali pH) Tabel 2. Data pengukuran mata air panas dan air sungai No. Koordinat Elev T. Sample UTM (m) C0 SH1 26590ME 9197402MN 162,5 43 SH2 268539ME 9197386MN 162,5 45 SH3 270343ME 9198341MN 87,5 65 CW1 268925ME 9198003MN 125 26 Tabel 3. Perhitungan rasio konsentrasi Cl- SO42- dan HCO3- SH 2 Parameter ppm % Cl 3,4 48,22695 SO4 0,29 4,113475 HCO33,36 47,65957 Total 7,05 100 Gambar 1. Peta fault fracture density Gambar 2. Peta geologi Gambar 3. Triangular diagram Cl- SO42- dan HCO3- Tabel 4. Perhitungan rasio konsentrasi Cl- SO42- dan HCO3- SH 3 Parameter ppm % Cl 3 62,47397 SO4 0,202 4,206581 HCO31,6 33,31945 Total 4,802 100 Gambar 4. Diagram K-Na-Mg PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition Gambar 5. Diagram Cl-Li-B a. N1880 E a b b.N2500 E c d. . N1350E Gambar 7. minor fault (a and b), breksiasi (c), gores garis(d) Gambar 8. Penampang sayatan geologi C-D Bantarkawung c d Gambar 6. Lokasi HS1 (a), lokasi HS2 (b), Sinter travertin (c), lokasi HS3 (d) Gambar 9. Model sistem panas bumi Bantarkawung PROCEEDINGS PIT IAGI KE-43, JAKARTA 2014 The 43st IAGI Annual Convention and Exhibition
