Michi Oktaviana 21100113130103 2017 JUDUL

(1)

i

UNIVERSITAS DIPONEGORO

ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI

DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA

TUGAS AKHIR

MICHI OKTAVIANA

21100113130103

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI

SEMARANG

(2)

ii

UNIVERSITAS DIPONEGORO

ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI

DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Program Strata-1 pada Departemen Teknik Geologi,

Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

MICHI OKTAVIANA

NIM. 21100113130103

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI

(3)

(4)

(5)

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Laporan tugas akhir ini, merupakan hasil penelitian yang membahas mengenai analisis geokimia fluida panasbumi. Fluida panasbumi secara umum terdapat dua jenis yaitu air dan uap atau gas, pada laporan ini secara khusus membahas geokimia fluida berupa air yang diperoleh dari manifestasi panasbumi. Analisis geokimia ini dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif, dalam analisis geokimia fluida panasbumi banyak metode yang dapat digunakan dan masing-masing metode memiliki tujuannya masing-masing-masing-masing. Untuk itu diperlukan pemilihan metode dan cara analisis yang sesuai dengan maksud dan tujuan penelitian. Pada laporan Tugas Akhir ini tujuan utamanya adalah untuk mengatahui gambaran sistem panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo-Banjarnegara, untuk mengetahui hal tersebut dilakukan beberapa analisis yang khusus sehingga dapat memberikan gambaran tersebut. Analisis tersebut berfokus pada data kimia seperti perbandingan konsentrasi Cl-_{, B}+_{, Li}+_{, isotop stabil}∂ Detrium (∂2H) dan ∂18_{O maupun jenis air yang kemudian dihubungkan dengan} kondisi lapangan, sehingga dalam penyusunan. Tugas akhir ini selain dilakukan hasil data laboratorium dilakukan pula analisis data lapangan atau data primer.

Penulis berharap penelitian Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi, menambah atau memperbaharui wawasan yang bermanfaat bagi pembaca. Selain itu penulis juga berharap peletian Tugas Akhir ini dapat dipergunakan sebaik-baiknya untuk kepentingan riset ke depan dalam rangka penerapan ilmu geologi dalam kehidupan sehari-hari.

Semarang, September 2017

(7)

vii

HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH

Selama penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada:

1. Allah SWT atas segala anugerah, rahmat, dan kelimpahanNya dalam menjalani kehidupan serta yang telah memberikan petunjuk maupun kemudahan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

2. Segenap keluarga tercinta, Tsukasa Sato dan Rika Ayu Astuti atas segala doa, dukungan moril maupun materil, motivasi serta kasih sayangnya kepada penulis.

3. Bapak Ir. Hadi Nugroho, Dipl. EGS, MT. dan Bapak Najib, ST., M.Eng, Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi, Universitas Diponegoro periode sebelumnya dan periode saat ini atas dukungan akademis selama berkuliah di Teknik Geologi Undip.

4. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT., atas arahan akademis sebagai dosen wali selama berkuliah di Teknik Geologi Undip.

5. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT. dan Bapak Ahmad Syauqi Hidayatillah, ST., MT., selaku dosen pembimbing I dan dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan kritikan dan masukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Segenap dosen, pegawai kampus, mahasiswa dan alumni Teknik Geologi Universitas Diponegoro atas segala pelayanan dan bantuannya selama ini. 7. Muhammad Afkarul Haq, ST., Nindyan Agna Ramadhan, ST.,

Muhammad Alamshah, Aulia Bunga Arini, dan Tri Omega Pahlawan, ST., selaku teman ketika pengambilan data lapangan., teman seperjuangan tugas akhir, maupun teman bertukar pikiran saat penyusunan laporan Tugas Akhir.

8. Deviana Shinta Maulana, ST., Mahira Anaqah Huwaina, ST., Anisa Nevi Saerina teman satu kost yang selalu memberikan dukungan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

9. Teman-teman Teknik Geologi angkatan 2013 serta seluruh warga HMTG MAGMADIPA atas persaudaraan, keakraban dan kehangatan selama empat tahun belakangan ini.

10.Semua pihak yang telah membantu penulis baik langsung maupun tidak langsung, selama pengerjaan tugas akhir ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

Semarang, September 2017

(8)

viii

HALAMAN PERSEMBAHAN

(9)

ix

SARI

Dieng merupakan salah satu kawasan vulkanik aktif di Indonesia yang memiliki potensi panasbumi sangat besar, banyak manifestasi yang dijumpai di lapangan dengan karakteristik yang cukup beragam seperti kolam lumpur, kawah, mataair panas, mataair hangat, batuan yang teralterasi, fumarol, endapan travertin, endapan sinter silika, telaga dan lain-lain. Sebaran dari manifestasi di Dieng ini juga sangat luas dari dataran tinggi dieng hingga ke kota Wonosobo, Banjarnegara dan sekitarnya. Selain itu sturktur geologi di daerah ini juga sangat kompleks. Kedua hal tersebut menyebabkan beberapa peneliti melakukan analisis guna mengetahui pembagian sistem panasbumi di Dieng, namun hanya di daerah Kaldera Tua Dieng yang dinilai memiliki nilai prospektivitas produksi tinggi.

Analisis sistem panasbumi ini dilakukan dengan studi geokimia fluida khususnya air panas yang berasal dari manifestasi dan persebarannya, sehingga dapat diketahui apakah manifetasi tersebut berasal dari sumber maupun sistem panasbumi yang sama. Analisis geokimia yang digunakan antara lain adalah anion, kation, entalpi-Cl-_, _{geothermometer}_{dan Cl}-_-B+_-Li+_{. Ketika melakukan} interpretasi pembagian sistem panasbumi selain digunakan data primer yaitu hasil analisis geokimia yang telah disebutkan sebelumnya ditambahkan pula data sekunder berupa data geofisika dengan metode gravity dan magneto-telluric.

Setelah dilakukan analisis geokimia pada fluida, terdapat empat jenis air pada daerah penelitian ini yaitu air bikarbonat pada sampel manifestasi di daerah Bitingan Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, air asam sulfida pada sampel manifestasi di daerah kawah Sikidang, kawah Chandradimuka, Manggisan, air asam sulfat bikarbonat pada kawah Sileri, dan air asam sulfida-klorida pada sampel manifestasi di daerah Pulosari. Diagram ternary kation menunjukkan bahwa semua sampel memiliki konsentrasi Mg2+_{yang cukup} banyak, mencirikan telah terjadi percampuran air magmatik dengan meteorik dan interaksi antara fluida dan batuan beku. Faktor yang mempengaruhi sistem panasbumi di daerah pemetaan adalah karakteristik fluida, karakteristik manifestasi, konsentrasi Cl-, B+, Li+, hubungan entalpi-Cl-, isotope stabil ∂ Deuterium (∂2H) dan ∂18O, pelurusan, serta data geofisika berupa gravity dan magneto-telluric. Dengan memperhatikan faktor tersebut diinterpretasikan terdapat enam sistem panasbumi yang berbeda yaitu sistem panasbumi area Sikidang, sistem panasbumi area Chandradimuka, sistem panasbumi area Sileri, sistem panasbumi area Pulosari-Pejawaran, sistem panasbumi area Wanayasa, dan sistem panasbumi area Pakuwaja.

(10)

x

ABSTRACT

Dieng is one of the most active volcanic area in Indonesia that has huge geothermal potential, many manifestations encountered in the field with quite diverse characteristics such as mud pools, craters, hot springs, warm springs, alterated rocks, fumaroles, travertine deposits, sinter silica deposits, lakes and others. Distribution of the manifestations in Dieng are also very wide from the plateau dieng to the city of Wonosobo, Banjarnegara and surrounding areas. In addition, the geological structure in this area is also very complex. Both of these causes some researchers to do analysis to determine the separation of geothermal systems in Dieng, but only in the area of Old Caldera Dieng which is considered to have a high prospective production value.

The analyze of this geothermal system carried out by geochemical studies of fluids, especially hot water derived from manifestations and distribution, so it can be known whether the manifestation comes from the same source and geothermal system. Geochemical analyzes used include anions, cations, enthalpy-Cl-, geothermometers and Cl--B+-Li+. Interpret the separation of geothermal systems other than the primary data used is the results of previous geochemical analysis data also added secondary data which is geophysical data with gravity and magneto-telluric method.

After geochemical fluids analysis, there are four types of water in this research area, there are bicarbonate water in manifestation samples at Bitingan, Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, sulfide water in manifestation samples at Sikidang Crater, Chandradimuka Crater, Manggisan, bicabonate water in manifestation sample at Sileri Crater, and sulfide-chloride water in manifestation sample at Pulosari. From the ternary cations diagram it is known that all samples have a considerable concentration of Mg2+ characterized by a mixture of magmatic water with meteoric water and the interaction between geothermal fluids and igneous rocks. Factors affecting the geothermal systems in the mapping area are fluid characteristics, characteristic manifestations, correlations between Cl--B+-Li+, enthalpy-Cl-, ∂ Deuterium (∂2H) and ∂18O stable isotope, lineament, and geophysical data of gravity and magneto-telluric. After considering of these factors, there are six different geothermal systems, namely Sikidang geothermal system, Chandradimuka geothermal system, Sileri geothermal system, Pulosari-Pejawaran geothermal system, Wanayasa geothermal system, and Pakuwaja geothermal system.

(11)

xi

DAFTAR ISI

COVER... _i

HALAMAN PENGESAHAN ... i_ii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... i_v HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... _v

KATA PENGANTAR ... _vi

HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH ... _vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... _viii

SARI ... i_x

Error! Bookmark not defined. I.2 Permasalahan

Error! Bookmark not defined. I.3 Tujuan Penelitian

Error! Bookmark not defined. I.4 Batasan Masalah

Error! Bookmark not defined. I.5 Waktu dan Lokasi Penelitian

Error! Bookmark not defined. I.6 Sistematika Penulisan

Error! Bookmark not defined. I.7 Penelitian Terdahulu

Error! Bookmark not defined. BAB II TINJAUAN PUSTAKA

... Erro r! Bookmark not defined.

II.1 Fisiografi dan Morfologi

Error! Bookmark not defined. II.2 Geologi Regional

(12)

xii II.3 Struktur Geologi

Error! Bookmark not defined.

II.4 Kegiatan Gunungapi di Komplek Gunungapi Dieng Error! Bookmark not defined.

II.5 Pengertian Panasbumi

Error! Bookmark not defined. II.6 Jenis-jenis Sistem Panasbumi

II.6.1Sistem Panasbumi Berdasarkan Jenis Fluida Produksi

II.6.2Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur Fluida

II.7 Jenis-jenis Fluida Panasbumi Error! Bookmark not defined. II.8 Geokimia Fluida Air

Error! Bookmark not defined. II.8.1Anion dan Kation

II.8.2Geothermometer Unsur Terlarut

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Hipotesis

Error! Bookmark not defined. III.2 Metode Penelitian

Error! Bookmark not defined. III.3 Alat dan Bahan Penelitian

Error! Bookmark not defined. III.3.1Peralatan Penelitian

III.3.2Bahan Penelitian

III.4 Tahapan Penelitian

Error! Bookmark not defined. III.5 Diagram Alir

Error! Bookmark not defined. BAB VI PEMBAHASAN

IV.1 Manifestasi Panasbumi di Lokasi Pengamatan Error! Bookmark not defined.

IV.1.1Manifestasi Keluaran Fluida

IV.1.2Manifestasi Alterasi Batuan

(13)

xiii IV.2 Analisis Kimia Fluida Air

IV.2.1 Analisis Ion Balance Anion dan Kation Error! Bookmark not defined.

IV.2.2Analisis Karakteristik Fluida Panasbumi Error! Bookmark not defined.

IV.2.3 Interaksi antara Fluida dan Lingkungan serta Perkiraan Reservoir

………Er

ror! Bookmark not defined.

IV.2.4Isotop Stabil ∂ Deuterium dan ∂18O Error! Bookmark not defined.

IV.3 Diskusi

Error! Bookmark not defined. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Error! Bookmark not defined. V.2 Saran

(14)

xiv LAMPIRAN VII

LAMPIRAN VIII

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Fisiografi Pulau Jawa (Van Bemmelen, 1949 dalam ESDM, 2010) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.2 Stratigrafi Regional Daerah Penelitian menurut Condon dkk. (1996) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.3 Ilustrasi Komponen Panasbumi menurut Dickson dan Fanelli (2004) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4 Diagram Ternary Geokima Air Berdasarkan Unsur (a) Anion Utama (b) Kation Utama menurut Giggenbach (1988) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.5 Pembagian Suhu Silika (Nicholson, 1993) ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.6 Diagram Ternary Na+-K+-Mg2+ (Giggenbach, 1988) ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.7 Diagram Geothermometer Na+/K+ (Nicholson, 1993) ... Error!

Bookmark not defined.

Gambar 2.8 Diagram Geothermometer Na+-K+-Ca2+ dan Koreksi Mg2+

(Nicholson, 1993) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.1 Peta Persebaran Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten Wonosobo-Banjaregara ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.2 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 1 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.3 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 2 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.4 Manifestasi Aliran Air Hangat H-KB 2 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.5 Manifestasi Aliran Air Panas H-BT 2 (Haq, 2017)Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.6 Manifestasi Mataairpanas pada Kawah H-CD 1 (Haq, 2017) .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.7 Manifestasi Mata Air Panas H-GI 1 (Haq, 2017) .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.8 Manifestasi Mataair Hangat H-MG 1 (Haq, 2017) Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.9 Manifestasi Mataair Panas H-TG 1 (Haq, 2017) ... Error! Bookmark not defined.

(16)

xvi Gambar 4.13 Manifestasi Aliran Air Hangat (a) dan Endapan Mineral (b) AH-PJ 1 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.14 Manifestasi Fumarol F-CD 1 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.15 Manifestasi Kolam Lumpur K-SI 2 Error! Bookmark not defined. Gambar 4.16 Telaga Merdada ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.17 Manifestasi Mataair Dingin (a) dan Alterasi Batuan (b) di Telaga Warna ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.18 Telaga Pengilon ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.19 Manifestasi Alterasi Batuan A-DI 1Error! Bookmark not defined. Gambar 4.20 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 1 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.21 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 3 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.22 Manifestasi Alterasi Batuan A-CD 1 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.23 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 1 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.24 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 2 ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.25 Manifestasi Alterasi Batuan (a) dan Fumarol (b) AF-SK 3 .... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.26 Manifestasi Alterasi Batuan A-TI 1 Error! Bookmark not defined. Gambar 4.28 Lokasi Pengambilan Sampel Manifestasi Sistem Panabumi Dieng Wilayah Wonosobo-Banjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.29 Hasil Pengeplotan Unsur Anion Cl-, HCO3-, dan SO42- dalam

Diagram Ternary oleh Giggenbach (1988) ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.30 Hasil Pengeplotan Unsur Kation K+, Na+, dan Mg+ dalam Diagram

Ternary oleh Giggenbach (1988) ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.31 Hasil Pengeplotan Unsur Kation Cl Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.32 Hasil Pengeplotan Perbandingan Unsur Cl-_{dan B}+ _{dalam Diagram}

B+/Cl- ... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.33 Hasil Pengeplotan Perbandingan Konsentrasi Unsur Cl ... Error! Bookmark not defined.

∂18_O_{(%) ... Error! Bookmark not defined.}

Gambar 4.34 Hasil Pengeplotan Perbandingan Isotop ∂ Deuterium dan ∂ O18

... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.35 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten

(17)

xvii

Gambar 4.37 Data Geofisika Gravity (a) dan Magneto-Telluric (b) oleh

Boedihardi, dkk (1991) ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.38 Data Geofisika Magneto-Telluric oleh Layman E.B., dkk (2002)

... Error! Bookmark not defined. Gambar 4.39 Peta Penampalan Data Geofisika di Kaldera Tua Dieng ... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.40 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten

(18)

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasfikasi Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur (Dalam

Saptadji, 2001) ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 2.2 Persamaan Koreksi Mg2+_untuk_{Geothermometer}_Na+-_K+_-Ca2+

(Nicholson, 1993) ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.1 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah Wonosobo-Banjarnegara ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.2 Klasifikasi Intensitas Alterasi (Browne 1991, dalam Corbett dan Leach 1998) ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.11 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah Wonosobo-Banjarnegara yang Dapat Dianalisis Di Laboratorium ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.12 Daftar Anion dan Kation Manifestasi Dieng Wilayah Wonosobo-Banjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.13 Nilai Enatalpi Hasil Konfersi Temperatur Manifestasi ... Error! Bookmark not defined.