PENYELIDIKAN GEOKIMIA DAERAH PANAS BUMI LIMBONG
KABUPATEN LUWU UTARA
PROVINSI SULAWESI SELATAN
Andri Eko Ari. W, Bangbang Sulaeman
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi
SARI
Penyelidikan geokimia sebagai bagian dari penyelidikan terpadu panas bumi, telah dilakukan di daerah panas bumi Limbong termasuk dalam wilayah Kecamatan Limbong, Kabupaten Limbong, Provinsi Sulawesi Selatan. Letak daerah penyelidikan berada pada posisi geografis antara 9.712.003,67 – 9.720.065,34 mN dan 161,487.43– 172.544,26 mE. Gejala panasbumi daerah Limbong berupa pemunculan mata air panas di 5 kelompok pemunculan air panas dengan temperatur antara 44,4 – 100,6 oC, debit 2 – 36 l/menit dan pH 4,86 – 8,02.
Komposisi dan konsentrasi kimia sampel airpanas daerah Limbong memperlihatkan bahwa air panas daerah ini termasuk ke dalam tipe air klorida – bikarbonat dan bikarbonat. Mata air panas di Komplek Kanan Dede berada di zona full equilibrium (diagram Na-K-Mg) yang menunjukkan kondisi air panas kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dengan temperatur cukup tinggi. Sedangkan mata air panas di luar komplek Kanan Dede berada pada zona perbatasan
partial equilibrium dan immature water, yang menunjukkan adanya pengaruh kontaminasi air
permukaan pada pembentukan air panas tersebut.
Temperatur bawah permukaan yang diperkirakan berhubungan dengan reservoir panas bumi diperoleh sebesar 220 oC, berdasarkan perhitungan dengan geotermometri Na-K dan termasuk ke dalam entalpi sedang (medium enthalpy). Tanah dan udara tanah pada kedalaman satu meter, menunjukkan anomali konsentrasi tinggi Hg tanah, lebih dari 114 ppb dan anomali konsentrasi tinggi CO2 udara tanah, lebih dari 2.28 %, letaknya terdistribusi pada daerah sekitar air panas Kanan Dede.
PENDAHULUAN
Dalam upaya pengembangan potensi panas bumi di Indonesia, khususnya di Sulawesi Selatan, pemerintah pusat melalui Pusat Sumber Daya Geologi telah melakukan penyelidikan geokimia daerah panas bumi Limbong termasuk dalam wilayah Kecamatan Limbong, Kabupaten Luwu Utara, Provinsi Sulawesi Selatan. Daerah penyelidikan Geokimia terletak pada koordinat geografis 9.712.003,67 – 9.720.065,34 mN dan 161,487.43– 172.544,26 mE (Gambar 1).
Maksud penyelidikan adalah untuk menginventarisir pemunculan manifestasi panas bumi di permukaan dan mengidentifikasi karakteristik geokimia daerah panas bumi Limbong. Penyelidikan geokimia meliputi pemetaan Hg dan CO2, estimasi temperatur fluida reservoir dengan geotermometer, dan analisis kimia fluida panas bumi. Pengambilan sampel geokimia dilakukan secara sistematik sesuai lintasan pengukuran dan secara random untuk membandingkan dengan data di luar daerah manifestasi.
MANIFESTASI PANAS BUMI
Manifestasi panas bumi berupa mata air panas daerah Limbong sedikitnya terdapat 5 kelompok manifestasi yang telah diidentifikasi, yaitu: Kanan Dede, Kanan Sawah, Kanan Bulo, Komba dan Tandung.
• AP Kanan Dede
Ada beberapa pemunculan air panas dan fumarola atau uap panas di Kanan
Dede yang terletak di desa Kanan Dede, antara lain:
Air panas Kanan Dede I, II, III, IV, VI dan X yang terletak pada satu komplek Kanan Dede (Tabel 3.3). Temperatur terukur berkisar antara 45,4 – 100,6 °C dengan temperatur udara sekitar sebesar 25,9 – 34,5 °C. Air panas Kanan Dede mempunyai pH normal sebesar 6,65 – 8,02 dan DHL cukup tinggi berkisar antara 1146 – 3010 µS/cm. Terdapat oksida besi pada mulut air panas Kanan Dede I dengan rasa tawar dan air jernih serta tidak berbau H2S.
Air panas Kanan Dede II berukuran 3 x 3 m dengan air jernih, serta ada bualan gas yang berbau H2S. Air panas Kanan Dede III berukuran 3 x 2 m, berbau H2S sedang – kuat dan terdapat endapan sinter karbonat.
Air panas Kanan Dede XI yang pemunculannya disertai dengan hembusan uap yang cukup kuat dan panas, dengan suhu uap sebesar 95 °C. Air panas Kanan Dede XI terletak pada koordinat X = 169223 mT dan Y = 9715858 mU. Temperatur terukur sebesar 95,5 °C dengan temperatur udara sekitar sebesar 25,8 °C. Air panas Kanan Dede XI mempunyai pH relatif lebih asam sebesar 4,86 dan DHL yang relatif lebih kecil sebesar 222 µS/cm.
mempunyai temperatur yang cukup tinggi sebesar 101,6 – 102,1 °C dengan temperatur udara sekitar sebesar 34 °C. Fumarola keluar dari lubang dengan diameter 20 cm dimana disekeliling mulut lubang terdapat endapan sinter tipis setebal 1-2 mm berwarna putih.
• AP Kanan Sawah
Air panas Kanan Sawah terletak di desa pengkendekan, Kec.Limbong, dengan koordinat X = 830923 mT dan Y = 9716838 mU. Temperatur air panas terukur sebesar 49,7 °C dengan temperatur udara sebesar 28,5 °C. Air panas Kanan Sawah mempunyai pH normal sebesar 6,53 dengan DHL yang cukup tinggi yaitu 1160 µS/cm.
• AP Kanan Bulo
Air panas Kanan Bulo terletak di desa kanan dede, Kec.Limbong, dengan koordinat X = 833349 mT dan Y = 9716406 mU. Temperatur air panas terukur sebesar 52,8 °C dengan temperatur udara sebesar 27,6 °C. Air panas Kanan Bulo berbau H2S sedang-lemah, mempunyai pH normal sebesar 7,06 dengan DHL yang cukup rendah sebesar 258 µS/cm.
• AP Komba
Air panas Komba berada di desa Komba, kecamatan Limbong yang terletak pada koordinat X = 830568 mT dan Y = 9716838 mU dengan temperatur air panas terukur antara 44,4 – 56,1 °C dan temperatur udara sekitar sebesar 25,4 – 25,7 °C. Air panas
Komba terletak di pinggir sungai … , yang keluar melalui celah batuan metamorfik. Air panas jernih, tidak berbau H2S dan terdapat endapan oksida besi, yang mempunyai pH 6,72 – 6,92 serta DHL cukup tinggi antara 2920 – 3230 µS/cm. Nilai DHL yang tinggi ini disebabkan karena kandungan ion besi cukup tinggi, hal ini terlihat bahwa banyak endapan-endapan coklat-kemerahan dari besi yang mengendap pada batu-batu di pinggir kali.
• AP Tandung
Air panas Tandung berada di desa Tandung.kecamatan Limbong yang terletak pada koordinat X = 172288 mT dan Y = 9712338 mU dengan temperatur air panas terukur antara 71,3 °C dan temperatur udara sekitar sebesar 31,1 °C. Air panas Tandung terletak di pinggir sungai Rongkong yang mempunyai pH 7,45 serta DHL 643 µS/cm dan terdapat endapan karbonat.
KARAKTERISTIK AIR PANAS
Hasil Pengeplotan pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 (Gambar 2) memperlihatkan bahwa mata air panas daerah Limbong sebagian besar termasuk dalam tipe klorida-bikarbonat. Hanya air panas Tandung dan Kanan Bulo yang termasuk tipe air bikarbonat. Indikasi di lapangan juga menunjukkan bahwa pada kedua air panas tersebut terdapat sinter karbonat. Hasil analisis kimia mata air panas di daerah Kanan dede, dengan suhu pemunculan air panas dipermukaan cukup tinggi, pada umumnya menunjukkan kandungan ion-ion, seperti Natrium (Na) dan klorida (Cl) cukup tinggi, berkisar antara 512 – 682 ppm untuk ion natrium dan 510 – 868 ppm untuk ion klorida. Hal ini juga diimbangi dengan kandungan ion karbonat yang cukup tinggi juga, yaitu berkisar 613 – 1145 ppm. Sedangkan air panas Tandung dan Kanan Bulo, yang berada di luar komplek Kanan Dede, mempunyai kandungan ion karbonat yang tinggi tetapi mempunyai kandungan ion Na dan Cl yang rendah. Oleh karena itu, kedua air panas ini mempunyai tipe air karbonat.
Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga
Na/1000-K/100-√Mg (Gambar 3) menunjukkan mata air panas Limbong umumnya berada pada zona full equilibrium, dan perbatasan antara partial equilibrium dan immature water. Air panas APKD 11 berada pada zona immature
water. Hal ini menunjukkan bahwa
pemunculan APKD 11 telah mengalami kontaminasi oleh air permukaan atau terpengaruh oleh pengenceran air permukaan cukup dominan.. Hal ini juga di dukung data kimiawi berupa ion balance
diatas 5 %, yaitu sebesar 43 % dan nilai DHL yang kecil, yang menunjukkan sedikit ion-ion terlarut pada air panas tersebut. Air panas terletak pada komplek Kanan Dede, mayoritas berada pada zona full equilibrium. Hal ini menggambarkan kondisi air panas kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dengan temperatur cukup tinggi serta menunjukkan bahwa kondisi mata air panas di komplek Kanan Dede relatif sedikit sekali oleh adanya pengaruh air permukaan atau pengenceran air meteorik. Didukung pula oleh data isotop dan data kimia yang menunjukkan bahwa air panas di komplek Kanan Dede umumnya mempunyai kandungan kimia yang cukup tinggi yang mengindikasi adanya interaksi air panas dengan batuan. Sedangkan mata air panas yang berada di luar komplek Kanan Dede pada umumnya berada pada zona perbatasan antara partial
equilibrium dan immature water. Hal ini
disebabkan adanya pengaruh kontaminasi air permukaan pada pembentukan air panas tersebut.
Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga Cl-Li-B (Gambar.4) mata air panas Limbong pada umumnya berada ditengah-tengah dan cenderung kearah Cl-B yang menunjukkan lingkungan pemunculan mata air panas pada umumnya berada diantara batuan sedimen dan vulkanik.
Keberadaan mata air panas di komplek Kanan Dede pada zona garis perbatasan
full equilibrium, memberikan gambaran
bahwa kondisi mata air panas di Komplek Kanan Dede ini sedikit sekali mendapat pengaruh dari air permukaan atau pengenceran air meteorik. Hal ini juga ditunjang dari data isotop Oksigen-18 dan Deuterium.
Berdasarkan data hasil isotop 18O dan Deuterium yang diperoleh dari sampel mata air panas daerah Limbong setelah diplot kedalam diagram hubungan antara Oksigen-18 dan Deuterium dimana pada umumnya cenderung menjauhi garis air meteorik (Meteoric Water Line) (gambar 5) yang mengindikasikan telah terjadinya pengkayaan 18O karena adanya interaksi fluida panas dengan batuan di kedalaman, hal ini mencerminkan bahwa mata air panas Limbong kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dan kemungkinan pengenceran oleh air meteorik adalah sangat kecil.
Kandungan gas di daerah manifestasi Limbong sangat didominasi oleh kandungan gas CO2, CH4 dan N2 dibandingkan gas-gas lainnya yang relatif sangat kecil. Kandungan CO2 yang sangat dominan menandakan bahwa reaksi yang berlangsung di bawah permukaan akan menghasilkan kandungan HCO3 yang tinggi dalam larutan air panas. Indikasi gas-gas tersebut dicerminkan oleh komposisi kimiawi mata air panas di daerah Limbong yang sangat didominasi oleh kandungan ion karbonat dan klorida dimana termasuk kedalam tipe air klorida-bikarbonat dengan derajat keasaman yang relatif netral. Hal ini memperlihatkan oleh adanya uap yang naik dari kedalaman
sebagai air bawah permukaan yang bertemperatur tinggi dan mengalami tingkat proses pendinginan dikarenakan penurunan temperatur dengan gas CO2 yang tersisa di dalam uap yang naik melalui batuan membentuk ion karbonat.
SEBARAN MERKURI DAN CO2
Distribusi secara lateral pada kedalaman satu meter, tanah dan udara tanah memperlihatkan derajat keasaman atau pH tanah relatif normal dengan nilai berkisar antara 6,4 – 7,2 dan temperatur udara tanah berkisar antara 22,5 – 64,5 °C. Sedangkan anomali konsentrasi tinggi Hg tanah lebih dari 114 ppb dan anomali konsentrasi tinggi CO2 udara tanah, lebih dari 2.28 %.
Peta sebaran temperatur dan pH tidak memperlihatkan adanya anomali pH di daerah penyelidikan Limbong dimana didapatkan harga temperatur dan pH tanah relatif normal dengan nilai relatif sama. Nilai anomali temperatur hanya dijumpai di tiga titik amat yang terletak dekat dengan pemunculan air panas Kanan Dede.
Dari data tersebut dapat ditunjukkan bahwa sebaran anomali Hg dan CO2 daerah Limbong umumnya dijumpai di sekitar komplek air panas Kanan Dede dengan pola penyebaran Hg dan CO2 ke arah tenggara.
GEOTERMOMETER
Perkiraan temperatur bawah permukaan daerah Limbong dengan menggunakan geotermometer SiO2 (conductive-cooling) rata-rata berkisar antara 116 – 182 °C dan termasuk kedalam entalphi rendah ke sedang, sedangkan menggunakan geotermometer Na/K Giggenbach rata-rata berkisar antara 143 - 276 °C yang menunjukkan temperatur relatif cukup tinggi.
Melihat karakteristik kimia dari air panas di daerah Limbong, terutama air panas di komplek Kanan Dede, seperti pH normal, suhu permukaan yang tinggi, terdapat fumarola dan terdapat sinter silika, maka penggunaan geotermometer Na/K Giggenbach dimungkinkan, yang diperkiran suhu bawah pemukaan sebesar 220 °C
DISKUSI
Penyebaran manifestasi panas bumi di daerah penyelidikan dikontrol oleh sesar normal yang berarah baratdaya-timurlaut dan sesar mendatar berarah barat-timur. Manifestasi aktif di daerah panas bumi Limbong ini berupa fumarol, tanah panas, tanah beruap (steaming ground), lumpur panas,kelompok pemunculan mata air panas, dan batuan ubahan hidrotermal. Selain itu terdapat juga manifestasi berupa batuan ubahan yang merupakan fosil alterasi yang terjadi di masa lampau. Dari hasil analisis, daerah panas bumi Limbong cukup menarik, terutama di daerah manifestasi Kanandede. Di lokasi ini temperature manifestasi cukup tingga hingga mencapai boiling point. Selanjutnya, di sekitar mata air panas ini umumnya terdapat endapan sinter karbonat
(travertine), sinter silica, tetapi dangan kuantitas yang tidak terlalu intensif.
Air panas daerah panas bumi Limbong termasuk ke dalam tipe air panas klorida - bikarbonat. Dari arah manifestasi air panas di komplek Kanan Dede yang didominasi air klorida, air panas ini semakin ke arah Barat dan tenggara, kearah air panas Kanan Sawah, Kanan Bulo dan Tandung semakin bersifat bikarbonat.
Keberadaan mata air panas di komplek Kanan Dede pada zona garis perbatasan
full equilibrium, memberikan gambaran
Kanan Dede ini sedikit sekali mendapat pengaruh dari air permukaan atau pengenceran air meteorik. Hal ini juga didukung pula oleh data isotop 18O dan Deuterium yang mengindikasikan telah terjadinya pengkayaan 18O karena adanya interaksi fluida panas dengan batuan di kedalaman.
Sedangkan mata air panas di luar komplek Kanan Dede berada pada zona partial
equilibrium dan perbatasan partial
equilibrium dan immature water yang
mengindikasikan pemunculan air panas kemungkinan mendapat pengaruh dari air permukaan atau pengenceran air meteorik.
Temperatur bawah permukaan yang diperkirakan berhubungan dengan reservoir panas bumi diperoleh sebesar 220 oC, berdasarkan perhitungan dengan geotermometri Na-K dan termasuk ke dalam entalpi sedang (medium enthalpy).
Anomali konsentrasi tinggi Hg tanah, lebih dari 114 ppb dan anomali konsentrasi tinggi CO2 udara tanah, lebih dari 2.28 %, letaknya terdistribusi pada daerah sekitar air panas Kanan Dede
PUSTAKA
Bachri, S., dan Alzwar,M., (1975):
Kegiatan Inventarisasi Kenampakan Gejala Panas bumi di Daerah Sulawesi Selatan, Dinas Vulkanologi, Bandung, unpubl.
Badan Pusat Statistik (2008), Luwu Utara Dalam Angka, Badan Pusat Statistk
Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan.
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, 2749 – 2765.
Mahon K., Ellis, A.J., (1977), Chemistry and Geothermal system, Academic Press, Inc. Orlando.
Ratman,N. dkk. (1993),Geologi lembar Mamuju, Sulawesi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Tim Terpadu Panas Bumi (2002),
Penyelidikan Terpadu Daerah Panas Bumi Parrara, Kabupaten Luwu Utara, Sulawesi Selatan, Pusat Sumber Daya Geologi
Simandjuntak, T.O., dkk. (1993), Geologi lembar Mamuju, Sulawesi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Tim Terpadu Panas Bumi (2002),
Gambar 1. Peta lokasi daerah penyelidikan
Gambar 3 Diagram segitiga Na-K-Mg
