proceeding,seminarnasionalkebumianke-11 ... potensi dan... ·...

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-11PERSPEKTIF ILMU KEBUMIAN DALAM KAJIAN BENCANA GEOLOGI DI INDONESIA

5 – 6 SEPTEMBER 2018, GRHA SABHA PRAMANA

1075

IDENTIFIKASI POTENSI DAN SISTEM PANAS BUMI DAERAH SIOGUNG-OGUNG, SAMOSIR, SUMATERA UTARA

Efrat N.Nainggolan 1*

Serafim Ekklesia 2

Desi Kiswiranti31*MGEI Research Group IST AKPRIND Yogyakarta, Jalan Kalisahak No.28 Kompleks Balapan

2HMTG “GAIA” IST AKPRIND Yogyakarta, Sekretariat T108 Jalan Kalisahak No.28 Kompleks Balapan3*Lecturer of IST AKPRIND Yogyakarta, Jalan Kalisahak No.28 Kompleks Balapan

*corresponding author: [email protected]

ABSTRAKEnergi panas bumi telah dimanfaatkan manusia sejak lama, munculnya budaya pemanfaatan panasbumi membuat kebutuhan akan energi semakin bertambah. Indonesia memiliki berbagai tempat yangmemiliki potensi panas bumi, salah satunya di daerah Siogung-Ogung, Samosir, Sumatera Utara.Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi panas bumi dan sistem airpanas di daerahSiogung-Ogung. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis 3G (Geologi,Geofisika,Geokimia). Potensi panas bumi yang terdapat di daerah penelitian adalah mata air panasyang sekarang digunakan sebagai tempat wisata, dimana kemunculan manifestasi mata air panas eratkaitannya dengan aktivitas vulkanik dari Gunung Toba dan Gunung Pusuk Buhit yang dikontrol olehstruktur geologi regional yang berkembang di daerah penelitian berupa struktur sesar berarah BaratLaut-Tenggara. Kaldera Toba dan Gunung Pusuk Bukit merupakan bagian dari sekian banyakfenomena vulkanik di Sumatera dengan model volcanic hydrothermal system. Hal ini mengacu padakerangka tektonik Pulau Sumatera yang merupakan jalur magmatik. Metode geofisika yang digunakanadalah metode geomagnet untuk mengetahui arah struktur dan model tentatif sistem panas bumi.Reservoir panas bumi Simbolon-Pusuk Bukit-Kaldera Toba tergolong dalam sistem reservoir dominasiuap (steam heated reservoir) pada kisaran temperatur antara 220 – 2500C.Kata Kunci : panas bumi, mata air panas, vulkanik

1. PendahuluanBerdasarkan tektonik Pulau Sumatera, sistem panas bumi daerah Siogung-ogung,

Kabupaten Samosir sangat terkait dengan struktur sesar mendatar (dekstral) Sumatera danjalur magmatik (magmatic arc) yang membentang dari Sumatera, Jawa, Bali, Nusa TenggaraBarat, Kepulauan Flores hingga Sulawesi Utara. Kaldera Toba dan G.Pusuk Bukit merupakanbagian dari sekian banyak fenomena vulkanik di Sumatera dengan model volcanichydrothermal system (Nicholson, 1993). Struktur geologi di Lapangan Panas Bumi di daerahSiogung-ogung berupa sesar mendatar berarah Barat Laut – Tenggara.

Suplai fluida pada daerah recharge di lereng (kaki) Kaldera Toba akan menjaminkesinambungan keberadaan fluida panas di reservoir. Reservoir panas bumi Siogung-ogung,Pusuk Bukit, Kaldera Toba tergolong dalam sistem reservoir dominasi uap (steam heatedreservoir) pada kisaran temperatur antara 220 – 2500C. Sesuai rekonstruksi penampanggeologi, batuan reservoir pada daerah panas bumi di daerah Siogung-ogung, KabupatenSamosir diperkirakan berada pada batuan vulkanik Pra-Kaldera Toba termetagenesis (VPT)dan Batuan Sedimen Tersier. Sebagian besar area prospek panas bumi di daerah Siogung-ogung, Kabupaten Samosir berada di Pulau Samosir yang berbatasan dengan gunungapi aktifyang menyimpan peluang sebagai limpahan produk letusan (erupsi) G. Pusuk Bukit. Ancaman(resiko) bahaya letusan G. Pusuk Bukit di masa mendatang berasal dari erupsi aliran lava danlontaran batu pijar yang mengarah ke area prospek di daerah timur dan barat G. Pusuk Bukit.Salah satu potensi sumber air panas bumi yang ada di Sumatera Utara adalah mata air panas(hot springs) yang terdapat di Kabupaten Samosir, di daerah Siogung-ogung, KabupatenSamosir yang secara geografis terletak diantara pada 20 21’ 38’’ - 20 49’ 48” LU dan 980 24’



1076

00” – 990 00’ 00” BT dengan ketinggian 904 – 2157 meter diatas permukaan laut dan luas2.069,05 km2.

2. Metode PenelitianDalam penelitian ini, digunakan pendekatan analisis data permukaan untuk

mengidentifikasi arah kelurusan struktur geologi berdasarkan pengamatan morfologi padadaerah penelitian, analisis geokimia untuk mengetahui kandungan gas dan air di dalamnya,serta analisis data bawah permukaan yang meggunakan data geofisika (geomagnet). Metodepenelitian yang dilakukan adalah metode sekunder. Metode sekunder merupakan metode yangberasal dari studi pustaka (literatur). Metode sekunder atau studi pustaka dilakukan gunamenunjang penelitian mengenai geologi daerah penelitian. Kajian pustaka ini nantinyadiharapkan dapat membantu kelancaran penelitian yaitu dapat digunakan sebagai bahan acuanguna untuk mempelajari geologi daerah penelitian baik geologi regional, stratigrafi regional,fisiografi regional dan struktur geologi pada daerah penelitian. Kajian pustaka dilakukanuntuk menggali beberapa informasi dari beberapa referensi yang telah dilakukan oleh penelititerdahulu di daerah yang sama. Kajian pustaka juga dilakukan pada beberapa referensi yangmendukung penelitian ini secara keilmuan sehingga dalam pembahasannya akan ditunjangdengan latar belakang serta teori yang kuat. Dari gabungan analisis geologi, geofisika dangeokimia tersebut, maka akan dibuat suatu pemodelan tentatif sistem panas bumi daerahSiogung-ogung, Kabupaten Samosir.

3. DataDalam penelitian ini, ada beberapa data yang digunakan yaitu data permukaan dan data

bawah permukaan. Pengamatan data permukaan yang digunakan adalah denganmengidentifikasi arah kelurusan struktur geologi berdasarkan pengamatan morfologi padadaerah penelitian di daerah Siogung-ogung. Pengamatan data bawah permukaanmenggunakan metode geofisika (geomagnet) untuk mengetahui medan magnet dan analisisgeokimia untuk mengetahui kandungan air dan gas, fluida panas bumi dan suhu bawahpermukaan.

4. Hasil dan PembahasanDalam penelitian di daerah Siogung-ogung, Kabupaten Samosir menggunakan analisis

geologi, geofisika dan geokimia.

4.1.Analisis Geologi

Susunan stratigrafi Lapangan Panas Bumi Simbolon Samosir dikaitkan dengan periodatektonik Kaldera Toba dibagi menjadi 5 (lima) kelompok, yaitu 1). Batuan dasar Pra-KalderaToba (basement rock), 2). Endapan vulkanik Kaldera Toba-1, 3). Endapan vulkanik KalderaToba-2, 4) endapan vulkanik Kaldera Toba- 3, dan 5). Erupsi vulkanik Post Kaldera Toba-3.Batuan dasar Pra-Kaldera Toba (basement rock) merupakan batuan sedimen (TSd), terdiridari batulempung, batugamping klastik, batugamping terumbu dan breksi polimik yangtersebar luas dengan ketebalan tersingkap 50 – 100 m. Batuan vulkanik Pra-Kaldera Toba(VPT) tampak mengalami diagensis (metagenesis), terdiri dari lava termetagenesis, batusabak(slate) berstruktur lembar-lembar (platty structure), sekis (metamorphic schist), sertabongkah-bongkah lava andesit (blocky andesitic lava) hingga masif lava dengan urat-uratkuarsa. Batuan vulkanik Pra-Kaldera Toba (VPT) tersebar luas pada dinding Kaldera Tobadengan ketebalan tersingkap 50 – 400 m. daerah Siogung-ogung memiliki ketinggian + 500



1077

meter di atas permukaan laut dan arah kelurusan struktur geologi berarah Baral Laut –Tenggara.

4.2.Analisis Geofisika

Daerah Pangururan di bagian pulau Samosir, peta magnet memperlihatkan polaanomali yang tidak terlalu menonjol. Hal ini mungkin dihubungkan dengan distribusi batuandi pulau Samosir yang didominasi ignimbrite hasil letusan Toba dengan nilai medan magnetsebesar 50-250 nT.

4.3.Analisis Geokimia

Hasil analisis isotop alam menunjukkan komposisi isotop daerah Pusuk Buhitmemiliki nilai berkisar -8‰ dan -62‰ untuk 18O dan 2H. Berdasarkan plot SO4-HCO3-Cl,terlihat bahwa fluida air panas di Pusuk Buhit terletak pada sudut sulfat, yaitu merupakansteam heated waters, bukan mature waters) (Gambar 3), dimana fluida tipe ini terbentukakibat pemanasan air tanah oleh uap panas bumi sehingga muncul kembali ke permukaan.Keasaman fluida terjadi karena H2S yang terlarut dalam uap reservoir teroksidasi di dekatpermukaan sehingga membentuk asam sulfat. Keasaman tersebut mengakibatkan pelarutankation dari batuan sehingga fluida ini tidak dapat digunakan untuk perhitungangeothermometer kimia seperti Na-K-Mg. Proses terbentuknya mata air panas tersebut jugadapat terlihat dari diagram komposisi Li, B dan Cl dimana semua plot sampel berada di sudutklorida. Hal ini mengindikasikan bahwa komposisi kimia fluida Pusuk Buhit bukan hanyaterjadi akibat pelarutan batuan saja tetapi juga adanya penyerapan uap panas bumi denganrasio B/Cl yang rendah ke dalam sistem air tanah dangkal. Komposisi gas panas bumi diPusuk Buhit menunjukkan dominasi CO sebagai non-condensible gas dan beberapa spesi gaslain yang terdeteksi seperti N2 dan CH4 menunjukkan adanya fluida temperatur tinggi dibawah permukaan. Adanya kandungan HF dan HCl dalam gas fumarol menunjukkan adanyakontribusi magmatik dalam sistem panasbumi tersebut.Hal ini diperjelas melalui diagram He-N2-Ar yang menunjukkan bahwa fluida Pusuk Buhit merupakan fluida meteorik yangdipengaruhi kontribusi fluida magmatik.

5. Kesimpulan

Daerah Siogung-ogung terletak pada 20 21’ 38’’ - 20 49’ 48” LU dan 980 24’ 00” –990 00’ 00” BT dengan ketinggian 904 – 2157 meter diatas permukaan laut dan luas 2.069,05km2 memiliki manifestasi panas bumi berupa mata air panas (hotsprings). Reservoir panasbumi Siogung-ogung, Pusuk Bukit, Kaldera Toba tergolong dalam sistem reservoir dominasiuap (steam heated reservoir) pada kisaran temperatur antara 220 – 2500C. Kaldera Toba danGunung Pusuk Bukit merupakan bagian dari sekian banyak fenomena vulkanik di Sumateradengan model volcanic hydrothermal system. Hal ini mengacu pada kerangka tektonik PulauSumatera yang merupakan jalur magmatik. Berdasarkan data geomagnet didapatkan bahwa didaerah Siogung-ogung memiliki nilai medan magnet sebesar 50-250 nT. Berdasarkan plotSO4-HCO3-Cl, terlihat bahwa fluida air panas di Pusuk Buhit terletak pada sudut sulfat, yaitumerupakan steam heated waters, bukan mature waters), dimana fluida tipe ini terbentukakibat pemanasan air tanah oleh uap panas bumi sehingga muncul kembali ke permukaan.Dari gabunga ketiga data (geologi, geofisika, geokimia) dapat dibuat suatu pemodelan tentatifyang diperkirakan heat source rock berada pada kedalaman + 2000 meter di bawahpermukaan (Gambar 6).



1078

AcknowledgementsTerima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Desi Kiswiranti,S.Si.,M.Sc. yang sudah banyak

memberikan masukan dalam pembuatan penelitian ini. Terima kasih kepada MGEI ResearchGroup Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta, HMTG “GAIA”, Dosen-dosenJurusan Teknik Geologi Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta dan siapapun yangtelah membantu dalam proses penelitian dan penulisan paper ini.



1079

Daftar PustakaD.T.Aldiss,dkk.(1983). Peta Geologi Lembar Sidikalang dan (Sebagian) Siabang,Sumatera.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.Bandung.

Direktorat Panas Bumi, Ditjen EBTKE. Pusat Sunber Daya Mineral, Batubara dan PanasBumi, Badan Geologi. (2017). Potensi Pabas Bumi Indonesia Jilid 1. DirektoratPanas Bumi, Direktorat Jenderal Energi Baru,Terbarukan dan Konservasi EnergiKementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.Jakarta.

Giggenbach, W.F., and Goguel, R.L. (1989).Collection and Analysis of Geothermal andVolcanic Water and Gas Discharge, Chemistry Division. Departement of Sciencesand Industrial Research. New Zealand.

Rasi Prasetio, dkk. (2017). Karakteristik Isotop dan Geokimia Area Panas Bumi Danau Toba,Sumatera Utara.Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi VOL.13 No.2 Desember2017.



1080

Gambar 1. Lokasi daerah penelitian (modifikasi Google Earth)

Gambar 2. Overlay Peta geologi dengan Peta DEM (peta lembar Sidikalang tahunmodifikasi Penulis(2018))



1081

Gambar 3. Diagram trilinear SO4-HCO3-Cl fluida panas bumi Siogung-ogung yangmenunjukkan komposisi steam heated waters. ( Giggenbach (1989) modifikasiPenulis(2018))



1082

Gambar 4 . Diagram trilinear He-Ar-N2 fluida panas bumi Siogung-ogung yangdidominasi komponen meteorik dengan pencampuran komponen magmatik ( Giggenbach(1989) modifikasi Penulis(2018))



1083

Gambar 5. Diagram trilinear Li-Cl-B fluida panas bumi Siogung-ogung yangmenandakan absorpsi uap panas bumi yang rendah ke dalam air tanah. ( Giggenbach(1989) modifikasi Penulis (2018))



1084

Gambar 6.Model tentatif panas bumi di daerah Siogung-ogung (Penulis,2018)

Tabel 1. Kandungan sampel air dan gas di daerah Siogung-ogung (Rasi Prasetio, dkk.2017)

a. Kandungan Sampel Air

Kode LokasiCa2+ Mg2+ K+ Na+ Li+ Cl- SO42- SiO2 B

18

O 2H 222Rn

mg/l Bq/m3

PB 01 Pusuk Buhit 66,8 55,1 27,8 17,2 0,01 46,6 509 55,3 0,2 -7,83 -62,7 0PB 02 Pusuk Buhit 25,5 32,2 6,9 85,9 0,01 6,8 456,9 51,8 ttd -8,06 -61,7 221

b. Kandungan Sampel Gas

Kode LokasiCO2 H2S He H2 N2 O2 Ar CH4 HCl HF NCG

mmol/kg uap %molPB 01 Pusuk Buhit 5956,17 48,61 0,0064 51,95 23,66 0,37 0,14 15,09 1,84 0,34 9,9PB 02 Pusuk Buhit 6750,09 72,93 0,0258 49,87 23,89 0,15 0,16 12,02 2,75 0,37 11,1

proceeding,seminarnasionalkebumianke-11 ... potensi dan... ·...

Documents