geologi dan geokimia panas bumi daerah songa

PROCEEDING PEMAPARAN HASIL-HASIL KEGIATAN LAPANGAN DAN NON LAPANGAN TAHUN 2006, PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI

GEOLOGI DAN GEOKIMIA PANAS BUMI

DAERAH SONGA - WAYAUA, HALMAHERA SELATAN, PROVINSI MALUKU UTARA

Herry Sundhoro, Kasbani, Bangbang Sulaeman dan Iyus Rustama Kelompok Program Penelitian Panas Bumi

ABSTRACT

The accessibility of hot fluids in the depth of Songa - Wayau are marked by Pelepele Besar, Pelepele Pesisir, Babale Lansa, Padopado and Wayaua thermal futures. Those futures, such as: hot springs, fumaroles, mud pools, hot grounds, steaming grounds and altered rocks, which have varies temperature between 65.6 - 100,40 C, and also hot spring flow - rate are about 0.5 - 1 l/ minute. The geothermal manifestations here is covered by volcanic, and metamorphic rocks, which is associated to the N 330º E, dike of Recent volcanics lineament. All hot waters are characterized by a high concentration of Cloride water type, and most of them are situated in the immature water, while a few of them are also situated in partial equalibrium. The calculation of underneath thermal hot fluids/ reservoar varies between 221 - 254° C, its used the geothermometer of Na - K Fournier, 1981 and Giggenbach, 1988.

ABSTRAK

Hadirnya fluida panas di kedalaman Songa - Wayau dicerminkan oleh manifestasi panas di permukaan Pelepele Besar, Pelepele Pesisir, Babale Lansa, Padopado and Wayaua. Manifestasi tersebut berupa mata air panas, fumarola, kolam lumpur, tanah panas, tanah panas beruap dan batuan ubahan (alterasi), dengan temperatur bervariasi antara 65.6 - 100,40 C dan debit air panas sebesar ± 0.5 - 1 l/ menit. Manifestasi panas di sini berada di lingkungan batuan vulkanik dan metamorfik, dan berasosiasi dengan struktur dike berupa kelurusab gunungapi berarah N 330º E. Karakteristik semua air panas bertipe Klorida, dan kebanyakan berada di immature water, namun beberapa ada yang terletak juga di partial equalibrium. Penghitungan suhu fluida di bawah permukaan dengan mengaplikasikan formula Na - K Fournier, 1981 dan Giggenbach, 1988, menghasilkan temperatur reservoar bervariasi antara 221 - 254°.C --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PENDAHULUAN Daerah Songa - Wayaua, Kabupaten Halmahera Selatan berdasarkan kondisi geologinya memiliki sumber energi alternatif panas bumi. Sejauh ini survai dan pengembangannya belum dilakukan secara sistimatik. Dalam memenuhi konsumsi energi daerah, Kabupaten ini masih menggunakan energi minyak bumi (bensin dan solar) yang harus dipasok dari daerah lain, karena Kabupaten Halsel sendiri tidak memiliki sumber energi fosil (minyak bumi, gas dan batubara). Sehingga subsidi yang diberikan Pemerintah menjadi mahal, akibat pembelian minyak bumi selalu dikonversikan dengan nilai dolar yang nilainya selalu melambung bila dibandingkan dengan nilai rupiah. Untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut, perlu diupayakan sumber energi berasal

dari daerah sendiri, diantaranya adalah energi panasbumi. Dukungan lainnya berupa literatur Muchsin (1976) yang melaporkan bahwa di P. Bacan ada mataair panas di Kampung Tawa dengan suhu 103º C Maksud survai adalah untuk mengetahui karasteristik geologi dan geokimia, berupa urutan dan sebaran batuan, sistim panas bumi, tipe air panas, suhu prakiraan di bawah permukaan dan daerah up- flow. Targetnya adalah untuk mengetahui luas daerah prospek, daerah dis-charge dan re-charge, model panas bumi berdasar data geologi dan greokimia, karakter fisika dan kimia air panas dan anomali Hg, CO2. Lokasi bahasan berada di koordinat 127.60.00 -127.70.00 mT dan 0.66.00 - 0.77.00 mS (Gbr 1). Secara administratif pemerintahan


berada di Kecamatan Bacan Timur, Kabupaten Halmahera Selatan, Provinsi Maluku Utara . GEOLOGI DAERAH

Stratigrafi, Satuan batuan terdiri dari 14. Urutan tua ke muda: Satuan malihan/ metamorfik (Km), lava G. Jere (Tolj), Granit Tawa (Tmgt), Aliran Piroklastik Pele (Qap), Gamping moluska dan foraminifera (Qpg), lava G. Lansa (Oll), lava G. Bibinoi (Olb), lava G. Songa (Ols), Aliran Piroklastik G. Songa (Qjs), Jatuhan Piroklastik G. Songa (Qjs), Jatuhan Piroklastik G. Lansa (Qjs), Gamping Terumbu (Qgt), Kolovium (Qk) dan Aluvium (Qa) (Gbr 2). Struktur Geologi, dicerminkan kelurusan (lineament) gunungapi, kerucut gunungapi, danau kawah (crater), kelurusan tofografi, paset segitiga, gawir sesar, kekar (joint), off-set batuan, breksiasi, cermin sesar (slikcen-side), endapan kolovium, manifestasi panas dan alterasi. Berdasar cerminan tersebut, maka struktur geologi daerah berupa: kelurusan kerucut G. Bibinoi, G. Lansa/ G. Pele, danau kawah G. Songa, 4 kawah di G. Lansa, 2 struktur sesar timurlaut-baratdaya, 1 sesar utara baratlaut-selatan tenggara dan 1 sesar normal arah utara timurlaut-selatan baratdaya (Gbr 2). • Kelurusan (lineament) gunungapi, N 330º E,

berupa dike yang memotong basement • Danau kawah G. Songa, lebar ± 1 km2. • Danau kawah di timur G. Lansa, ada 4 kawah ±

10 X 10 m2 sampai 20 X 20 m2). • Dua sesar timurlaut-baratdaya yang memotong

Bkt. Genem N 60º E. Di utara berupa batas metamorfik dan vulkanik Tersier, di selatan berupa batas metamorfik dan granit Tersier.

• Satu sesar N 140-145º E, blok utara relatif naik dan blok selatan turun, dan memunculkan mata air panasWayaua.

• Satu sesar N 25-N 45º E, yang menunjukkan blok utara naik dan blok selatan turun. Bidang sesar berupa batas metamorfik dengan kolovium Sesar memunculkan air panas, tanah panas, lumpur panas, fumarola dan batuan ubahan bersuhu 80 - 102º C.

HIDROGEOLOGI

Wilayah air tanah dibagi 3, yaitu; Daerah resapan air, daerah munculan air dan Aliran permukaan (Gbr 3). Daerah re-charge (resapan air) berada di satuan morfologi ST, SB dan SG. Mencakup ± 70 %

luas daerah. Air hujan yang meresap ke bumi terperangkap menjadi air tanah dalam (catchment area) pada batuan permeabilitas (feed-zone). Daerah dis-charge (munculan air) berada di satuan morfologi pedataran, mencakup ± 20 % luas daerah. Air hujan/ meteoric water yang meresap ke bumi dan tidak menjadi catchment area akan muncul ke permukaan sebagai limpasan mataair panas dan air dingin berupa akumulasi air tanah dangkal.. Aliran air permukaan (run-off water) merupakan air hujan yang mengalir sebagai sungai. Secara gravitasi mengalir dari elevasi tinggi ke rendah, selanjutnya ke laut Lapan di timur dan laut Wayaua di barat (Gbr 3). MANIFESTASI PANAS BUMI

Manifestasi panas permukaan berupa; mataair panas, fumarola, kolam lumpur (mud pool), tanah panas (hot ground), tanah panas beruap (steaming ground) dan alterasi. Kriteria berupa:

• Manifestasi Pele pele Besar (APSGA 1), elevasi + 1-5 m dpl. Temperatur air panas 99.8-100.20 C, suhu udara 29.6o C, pH 7.05 , debit ± 0.5 l/ detik. Fisik, berwarna jernih, sedikit bau belerang, rasa kesat, ada gelembung gas dan sinter silika dan oksida besi. Ada fumarola berbau belerang kuat, temperatur 103.50 C, tanah panas 93.70 C dan batuan ubahan. Luas ± 80 x 20 m2.

• Manifestasi Pele pele Pesisir (APSGA 2), elevasi + 1-25 m dpl. Ada fumarola, kolam lumpur, tanah panas dan alterasi. Temperatur air panas 97.8-100.40 C, temperatur udara 28.4o C, pH 6.6, debit ± 1 l/ detik. Luas ± 3.5 m2. Fisik air panas jernih, bau belerang lemah, rasa kesat, ada gelembung gas dan sinter silika dan oksida besi kecoklatan. Fumarola berbau belerang menyengat, bertemperatur 100.4-103.50 C, beberapa kolam lumpur bertemperatur 77-87.40 C, tanah panas 90.6-102.60 C dan batuan alterasi. Luas ± 80 x 30 m2 .

• Manifestasi Babale Langsa (APSGA 3), elevasi + 2 m dpl. Temperatur air 450 C, temperatur udara 360 C, pH 7, debit ± 0.5 l/ detik. Fisik jernih, tidak berasa, terkadang bergelembung gas.

• Manifestasi Pado-pado (APPD), elevasi + 1-5 m dpl. .Mata air panas bertemperatur 82.6-91.30

C, temperatur udara 28.90 C, pH 7.14, debit ± 0.5 - 1 l/ detik . Fisik air jernih, berbau belerang, tawar, bergelembung gas, beruap tipis, ada sinter silika dan oksida besi kecoklatan.


• Manifestasi Wayaua (APWA), elevasi + 1-5 m

dpl. Temperatur air panas 65.6-69.20 C, temperatur udara 30.1 C, pH 7.11, debit ± 0.5-1 l/ detik. Fisik air jernih, tidak berasa, bergelembung gas . Luas ± 300 x 10 m2.

GEOKIMIA

Kimia Air panas

Analisis kimia akan menentukan karakteristik, tipe dan lingkungan air panas, berdasarkan ploting kandungan unsur pada diagram segitiga Giggenbach, 1988 (Gbr 4 dan 5). Ploting konsentrasi unsur air panas pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 (Gbr 5) menunjukkan, semua bertipe klorida. Air panas tipe klorida, berindikasi sebagai fluida panas yang keluar dari deep water. Namun air panas Wayaua ada di pesisir pantai, sehingga besarnya Cl- adalah akibat kontaminasi air laut. Ploting air panas diagram segitiga Na/1000-K/100-√Mg menunjukkan, bahwa air panas Wayaua dan Babale Lansa ada di immature water. Artinya air panas tadi terkontaminasi oleh air permukaan. Ini terlihat dari nilai konsentrasi Mg yang lebih dominan, dibandingkan nilai Na dan K yang dominan dari konsentrasi fluida panas. Air panas Pado pado, Pele pele pesisir dan Pele

pele Besar berada di partial equilibrium, artinya berindikasi telah terjadi kesetimbangan di reservoar. Namun air panas Pado pado dengan sifat fisik dan kimia mencirikan terkontaminasi air laut.Maka unsur Na, K bernilai besar tersebut disebabkan oleh akumulasi air laut. Aplikasi diagram segitiga Na/1000-K/100-√Mg tersebut cocok dipakai untuk sampel air panas APSGA 1 dan 2 (Pele pele pesisir dan Pele pele Besar). Di sekitar mata air panas Pele pele Besar, Pele pele Pesisir di jumpai endapan NaCl, ini boleh jadi merupakan fluida hidrotermal yang berasal langsung dari brine water. GEOTHERMOMETER AIR PANAS

Aplikasi geotermometer dengan persyaratan dan kriteria tercocok diperoleh nilai estinasi suhu di kedalaman antara 221-254° C (geothermometer Na-K Fournier, 1981 dan Giggenbach, 1988). Suhu tersebut merupakan suhu reservoar berentalfi tinggi (high enthalphy).

KANDUNGAN Hg DAN CO2

Sampel tanah dan udara tanah pada kedalaman 1 meter di 116 titik amat, selanjutnya dianalisis di laboratorium untuk mendapat data konsentrasi Hg dan CO2. Hasil analisis menunjukkan kandungan Hg tanah antara 5 - 14295 ppb dan kandungan CO2 udara tanah antara 0.13-8.02 %. Kontur Hg tanah dan CO2 udara tanah ada di Gambar 7 dan 8. Menunjukkan Hg ambang batas 188 ppb dan C02 1.0 %. Anomali Hg dan CO2 diasumsikan di sekitar manifestasi Pelepele Besar, Pelepele Pesisir, Padopado hingga ke kaki G.Langsa. Yang merupakan zona lemah (struktur) dengan sistim panas bumi up-flow. Sebaran anomali Hg dan C02 menunjukkan kesamaan arah, yaitu hampir utara-selatan, seluas ± 3.5 km2. DISKUSI

Karakteristik mata air panas Pelepele Besar dan Pelepele Pesisir: bersifat netral (pH= 7.4-7.9), temperatur permukaan 91-99.8° C, debit 0.4-4.5 l/ menit dan bertipe airpanas klorida. Indikasi menunjukkan bahwa reservoir didominasi air panas (water heated reservoir), dan merupakan sistim panas bumi bersifat up-flow. Lajim di sistim panas bumi dominasi air panas, biasanya ada sinter silika (SiO2), karena terjadi boilling water di reservoar. Sehingga fluida uap dan gas bertemperatur dan tekanan tinggi, menyebabkan densitas fluida menjadi ringan. Fluida berdensitas kecil selanjutnya naik ke permukaan membentuk sistim up-flow berupa semburan air panas dan fumarola. Akibat fluida panas bertemperatur tinggi (221--254° C) menunjukkan telah terjadi boiling water)di reservoar. Diasumsikan daerah Pelepele Besar dan Pelepele Pesisir merupakan daerah panas bumi bersistim up-flow. Adanya endapan NaCl, boleh jadi merupakan fluida hidrotermal berasal dari brine water. Keadaan tersebut didukung juga oleh tipe air panas yang bertipe klorida (Gbr 4). Endapan NaCl kemungkinan terjadi akibat P dan T relatif tinggi, yang mengakibatkan fluida panas dari brine water naik dan mengendap di permukaan. MODEL PANAS BUMI

Model panas bumi daerah Songa - Wayaua terlihat di Gambar 7. • Heat-source (sumber panas) merupakan

kantong magmatik di bawah G. Lansa.


• Zone reservoar berupa akumulasi airtanah

terpanaskan secara konduksi dan konveksi, dan menjadi fluida panas di permeabilitas batuan (feed-Zone). Reservoar diperkirakan di kedalaman > + 400 hingga + 1500 m.

• Batuan penudung berupa clay-cap berada diantara zona reservoar dengan tanah penutup (over burden).

• Batuan konduktif berupa batuan dasar umur Kapur dan Tersier yang terkristalinkan dan tersilisifikasi, bersifat mengkonduksikan panas di heat - source ke permukaan.

SIMPULAN

Adanya fluida panas di bawah diindikasikan oleh mataair panas, fumarola, kolam lumpur, tanah panas, tanah panas beruap dan batuan alterasi. Mata airpanas bertemperatur 91-99.8° C, pH 7.4-7.9 dan debit 0.4-4.5 l/ menit. Representatif estimasi suhu bawah permukaan adalah 221-254° C. Suhu tersebut termasuk dalam suhu reservoir berentalfi tinggi (high enthalphy). Diasumsikan daerah Pelepele Besar dan Pelepele Pesisir merupakan daerah bersistim panas bumi up-flow dengan kritertia sbb: • Karakteristik air panas bertipe klorida dan

partial equalibrium. Mengindikasikan,

reservoar didominasi air panas (water heated reservoir).

• Ada endapan NaCl, sinter silika dan oksida besi. yang kemungkinan merupakan fluida hidrotermal dari brine water, akibat P dan T tinggi mengakibatkan fluida naik ke permukaan dan mengendap di permukaan.

• Anomali Hg dan CO2 di sekitar Pelepele, dan kaki baratdaya G.Langsa, dan merupakan zona lemah (struktur).

PUSTAKA Fournier, R.O., 1981. Application of Water

Geochemistry Geothermal Exploration and Reservoir Engineering, “Geothermal System: Principles and Case Histories”. John Willey & Sons. New York.

Giggenbach, W.F., 1988. Geothermal Solute Equilibria Deviation of Na-K-Mg – Ca Geo- Indicators. Geochemica Acta 52. pp. 2749-2765.

Katili, 1973; Tektonik dan busur vulkanik Indonesia

Muckhsin, Inventarisasi gejala air panas daerah Bacan, 1976.

Yasin .A, dkk., 1975, Peta Geologi Lembar Bacan, Halmahera Selatan, Maluku Utara, Skala 1: 250.000. P3 G. Bandung.


Gambar 1. Daerah bahasan

Gambar 2. Peta geologi

Lokasi bahasan


Gambar 3. Wilayah air tanah (geohidrologi)

% Cl

HCO3/Cl

% SO420

20

40

40

60

60

80

80

Cl

SO4 HCO3

Cl

SO4 HCO3

Mature w

aters

Pheripheral waters

Volc

anic

wat

ers

Steam heated waters

Gambar. 4. Uji kandungan konsentrasi unsur terhadap diagram segitiga Cl-SO4-HCO3

DARAH RESAPAN AIR( RE-CHARGE AREA )

DARAH MUNCULAN AIR TANAH( DI-SCHARGE AREA )

G.SIBELA





G.BIBINOI

G.LANSA

G.PELE

P.GAMJAHA


Immature waters

Partial equilibrium

Full equilibrium

K/100

ROCK

Na/1000

% Na K

% Mg20

20

40

40

60

60

220°

weir bo

x

160° 100°

80

80

Mg

T KmT Kn

Gambar 5. Uji kandungan konsentrasi unsur terhadap diagram segitiga Na/1000-K/100 dan VMg

346000 348000 350000 352000 354000 3560009914000

9916000

9918000

9920000

9922000

9924000

9926000

9928000682

659

282

P. Gamjaha

A 2000

A 2500

A 3000

A 3500A 3700

A 4000

A 4500

A 5000

A 5500

A 6000

A 6500

A 7000

A 7500

A 8000

B 1000B 1500

B 2000B 2500

B 3000B 3500

B 4000B 4500

B 5000B 5500

B 6 00 0B 6500

B 7000

C 1000C 1500

C 2000C 2500

C 3000C 3500

C 4000C 4500

C 5000C 5500

C 6000C 6500

C 7000C 7500

D 2000D 2500

D 3000D 3400D 3950

D 4500D 5000

D 5500D 6000

D 6500D 7000

D 7500D 8000

D 8500

E 1500E 2100

E 2500E 3000

E 3400E 4000

E 4500E 5000

E 5500E 6000

E 6500E 7000

E 7500

F 1000F 1500

F 2000F 2500

F 3000F 3500

F 4000F 4500

F 5000F 5500

F 6000F 6400

F 7000F 7500

G 3000G 3500

G 4000G 4500

G 5000

G 5500

Y 2Y 4

Y 6

Y 10

Y 12

Y 15

Y 18Y 21 Y 24Y 26

Y 28

RC 2RC 4

RC 6

R12

R13

R14R15

RK 1

RK 2RK 3RK 4RK 5

RK 6RK 7RK 8

RK 9

RK 10

RK 11

RK 12

RK 13

RK 14

RK 15

RK 16

RK 17 RK 18

0

25

50

75

100

200

300

400

500

1000

5000

10000

PETA DISTRIBUSI HgDAERAH PANAS BUMI SONGA - WAYAUA

KECAMATAN BACAN TIMUR, KABUPATEN HALSELPROVINSI MALUKU UTARA

0 m 1000 m 2000 m 3000 m 4000 m

Mata air panas

Titik pengukuran geokimia

Kontur ketinggian interval 50 meter

Jalan desa

Sungai

Conto air dingin

Kontur distribusi Hg

KETERANGAN

U

Gambar 6. Peta kontur Hg


346000 348000 350000 352000 354000 3560009914000

9916000

9918000

9920000

9922000

9924000

9926000

9928000

659

282

P. Gamjaha

A 2000

A 2500

A 3000

A 3500A 3700

A 4000

A 4500

A 5000

A 5500

A 6000

A 6500

A 7000

A 7500

A 8000

B 1000B 1500

B 2000B 2500

B 3000B 3500

B 4000B 4500

B 5000B 5500

B 6000B 6500

B 7000

C 1000C 1500

C 2000C 2500

C 3000C 3500

C 4000C 4500

C 5000C 5500

C 6000C 6500

C 7000C 7500

D 2000D 2500

D 3000D 3400D 3950

D 4500D 5000

D 5500D 6000

D 6500D 7000

D 7500D 8000

D 8500

E 1500E 2100

E 2500E 3000

E 3400E 4000

E 4500E 5000

E 5500E 6000

E 6500E 7000

E 7500

F 1000F 1500

F 2000F 2500

F 3000F 3500

F 4000F 4500

F 5000F 5500

F 6000F 6400

F 7000F 7500

G 3000G 3500

G 4000G 4500

G 5000

G 5500

Y 2Y 4

Y 6

Y 10

Y 12

Y 15

Y 18Y 21 Y 24Y 26

Y 28

RC 2RC 4

RC 6

R12

R13

R14R15

RK 1

RK 2RK 3RK 4RK 5

RK 6RK 7RK 8

RK 9

RK 10

RK 11

RK 12

RK 13

RK 14

RK 15

RK 16

RK 17 RK 18

0.0

0.2

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

PETA DISTRIBUSI CO2DAERAH PANAS BUMI SONGA - WAYAUA

KECAMATAN BACAN TIMUR, KABUPATEN HALSELPROVINSI MALUKU UTARA

0 m 1000 m 2000 m 3000 m 4000 m

Mata air panas

Titik pengukuran geokimia

Kontur ketinggian interval 50 meter

Jalan desa

Sungai

Conto air dingin

Kontur distribusi CO2

KETERANGAN

U

Gambar 7. Peta kontur CO2

Gambar 8. Model tentatif daerah panas bumi Songa - Wayaua

geologi dan geokimia panas bumi daerah songa

Documents