PENYELIDIKAN GEOKIMIA
DAERAH PANAS BUMI CUBADAK
KABUPATEN PASAMAN, SUMATERA BARAT
Bangbang Sulaeman, Andri Eko Ari. W
Kelompok Program Penelitian Panas Bumi
SARI
Penyelidikan geokimia sebagai bagian dari penyelidikan terpadu panas bumi, telah dilakukan di daerah panas bumi Cubadak, Kabupaten Pasaman, Sumatera Barat. Lokasi penyelidikan secara geografis terletak pada koordinat antara 99o 55’ 46,18 ” – 100o 03’ 23,77 ” BT dan 0o 15’ 54,18 ” – 0o 22’ 37,89 ” LU atau 603432 mE – 617579 mE dan 29301 – 41697 mN.
Berdasarkan hasil penyelidikan, terdapat 2 kelompok manifestasi panas bumi permukaan yaitu kelompok air panas Cubadak dan Sawah Mudik yang terletak di sebelah selatan air panas Cubadak. Temperatur air panas di kelompok Cubadak antara 68,4 sampai 74,8 oC, pada temperatur udara di lokasi 27,3 oC, dengan rasa tawar, mengalir dengan debit 2 l/detik, pH netral, dengan sedikit gelembung udara, dan daya hantar listrik antara 2410 - 2460 μS/cm. Sedangkan kelompok Sawah Mudik mempunyai temperatur air panas yang lebih rendah yaitu sebesar 37,1 oC.
Berdasarkan analisis senyawa kimia, ditunjukkan bahwa konsentrasi HCO3 cukup tinggi antara 381.57 – 496.36 ppm. Begitu pula dengan konsentrasi Cl dan Na relatif tinggi, Cl antara 391.99 – 491.72 ppm; Na 355.29 – 431.35 ppm, termasuk tipe air klorida bikarbonat (diagram segitiga Cl-SO4-HCO3), terletak pada zona garis perbatasan partial equilibrium dan immature water (Na-K-Mg). Temperatur bawah permukaan berdasarkan geotermometer NaK diperkirakan antara 218 - 250 °C, termasuk temperatur sedang-tinggi, didukung oleh adanya pengkayaan oksigen 18 dari analisis isotop.
PENDAHULUAN
Panas bumi adalah salah satu energi alternatif yang memiliki banyak kelebihan untuk dikembangkan. Selain cadangan yang sangat besar di Indonesia, panas bumi merupakan energi yang ramah lingkungan untuk dimanfaatkan untuk pembangkit listrik (juga manfaat langsung), terutama bagi daerah yang memiliki keterbatasan sarana dalam pemenuhan kebutuhan energi listrik.
Sejalan dengan kebijakan pemerintah tentang energi nasional dan dalam mewujudkan target pemenuhan kebutuhan energi yang tertuang dalam roadmap panas bumi, dimana energi panas bumi pada tahun 2025 ditargetkan dapat memenuhi sekitar 5% kebutuhan energi nasional.
Untuk mendukung target di atas Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi, melaksanakan penyelidikan geokimia panas bumi yang merupakan bagian dari penyelidikan terpadu di daerah panas bumi Cubadak, Kecamatan Duo Koto, Kabupaten Pasaman, Provinsi Sumatera Barat. Luas daerah penyelidikan adalah 14 x 12,5 km2, berada pada posisi geografis antara 99o 55’ 46,18 ” – 100o 03’ 23,77 ” bujur timur dan 0o 15’ 54,18 ” – 0o 22’ 37,89 ” lintang utara atau 603432 mE – 617579 mE dan 29301 – 41697 mN pada sistim koordinat UTM, zona 47 belahan bumi utara (Gambar 1).
Maksud penyelidikan adalah untuk menginventarisir pemunculan manifestasi panas bumi di permukaan dan mengidentifikasi karakteristik geokimia
daerah panas bumi Cubadak. 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 di daerah panas bumi Cubadak terdiri dari mata air panas yang tersebar di dua daerah, yaitu di daerah Cubadak dan Sawah Mudik.
• Manifestasi Panas Bumi Cubadak
Manifestasi panas bumi di daerah Cubadak merupakan kompleks mata air panas yang terdiri dari tiga mata air panas (Cubadak-1, Cubadak-2, dan Cubadak-3).
Mata Air Panas Cubadak-1
Manifestasi panas bumi Cubadak-1 muncul berupa mata air panas. Manifestasi ini terdapat pada pinggir Sungai Dolok Sosopan,terletak pada koordinat UTM X = 610.239 mT dan Y = 35.534 mU.
Mata Air Panas Cubadak-2
Manifestasi panas bumi Cubadak-2 muncul di sungai kecil di antara pesawahan berjarak sekitar 50 m sebelah barat mata air panas Cubadak-1 dengan koordinat UTM X = 610.164 mT dan Y = 35.563 mU. Pengukuran di lokasi menunjukkan bahwa air panasnya bertemperatur 68,4 0C, pH = 6.84, temperatur udara 27,3 0C dan debit sebesar 1.0 l/detik. Air panas jernih, tawar, beruap, tidak terdapat endapan air panas.
Mata Air Panas Cubadak-3
Manifestasi panas bumi Cubadak-3 adalah berupa mata air panas yang muncul pada sungai kecil di antara pesawahan berjarak 20 m sebelah utara mata air panas Cubadak-2 dengan koordinat UTM X = 610.162 mT dan Y = 35.609 mU. Pengukuran di lokasi menunjukkan bahwa air panasnya bertemperatur 72,7 oC, pH = 6.47, temperatur udara 27,3 0C dan debit sebesar 1.0 l/detik. Air panasnya jernih, beruap, tawar, tidak terdapat endapan air panas.
• Manifestasi Panas Bumi Sawah
Mudik
Manifestasi panas bumi Sawah Mudik terdapat di daerah Sawah Mudik yang berada di sebelah selatan manifestasi mata air panas Cubadak dengan koordinat UTM X = 610.663 mT dan Y = 31.969 mU. Manifestasi panas bumi Sawah Mudik berupa mata air panas yang muncul di pesawahan. Hasil pengukuran di lokasi memperlihatkan temperatur air panasnya adalah 37,1°C dengan pH sebesar 6.64, temperatur udara 23,1 °C dan debit 0,5
l/detik. Air panasnya jernih, tawar, tidak terdapat endapan air panas.
KARAKTERISTIK AIR PANAS
Untuk mengetahui karakteristik dan tipe air panas dari data komposisi dan konsentrasi kimia sampel air panas yang diperoleh, dievaluasi melalui plotting komposisi kimia dari mata air panas tersebut pada diagram segi tiga Cl- SO4 -HCO3,
Na-K-Mg, dan Cl-Li-B yang mengacu kepada Giggenbach (1988), yang tujuannya untuk memperoleh tipe air panas, asal mula pemunculan manifestasi, lingkungan pemunculan mata airpanas serta perkiraan temperatur bawah permukaan.
bahwa air panas di daerah panas bumi Cubadak ini termasuk ke dalam tipe air panas klorida - bikarbonat.
Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga
Na/1000-K/100-√Mg (Gambar 3)
menunjukkan mata air panas Cubadak (Cubadak-1, Cubadak-2 dan Cubadak-3) umumnya berada pada zona garis perbatasan partial equilibrium dan
immature water hal ini menggambarkan
kondisi air panas kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dengan temperatur cukup tinggi serta menunjukkan bahwa kondisi mata air panas Cubadak relatif sedikit sekali oleh adanya pengaruh air permukaan atau pengenceran air meteorik. Sedangkan mata air panas Sawah Mudik berada pada zona immature
water kemungkinan merupakan air
permukaan yang terpanasi atau terpengaruh oleh pengenceran air permukaan cukup dominan, sehingga data air panas ini tidak dapat digunakan.
Hasil pengeplotan dalam diagram segitiga Cl-Li-B (Gambar 4) mata air panas Cubadak (Cubadak-1, Cubadak -2 dan Cubadak -3) seluruhnya berada ditengah-tengah dan cenderung kearah Cl-B yang menunjukkan lingkungan pemunculan mata air panas pada umumnya berada diantara batuan sedimen dan vulkanik.
Hasil analisis isotop 18O dan Deuterium yang diperoleh dari sampel mata air panas daerah Cubadak 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 Cubadak kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dan kemungkinan pengenceran oleh air meteorik adalah sangat kecil.
GEOTERMOMETER
Perkiraan temperatur bawah permukaan daerah Cubadak dengan menggunakan geotermometer SiO2 (conductive-cooling) rata-rata berkisar antara 148-161°C dan termasuk kedalam entalphi sedang, sedangkan menggunakan geotermometer Na/K Giggenbach rata-rata berkisar antara 218 - 250 °C yang menunjukkan temperatur relatif cukup tinggi.
SEBARAN MERKURI DAN CO2
Distribusi secara lateral pada kedalaman satu meter, tanah dan udara tanah memperlihatkan nilai derajat keasaman atau pH tanah adalah berkisar antara 4.96 – 7.11 dan temperatur udara tanah pada kedalaman 1 meter berkisar antara 21.6 – 26.7 °C. Sedangkan anomali konsentrasi Hg tinggi diatas 455.38 ppb dan diatas 2.16 % (v/v) untuk kandungan CO2.
Secara umum pola penyebaran Hg terkonsentrasi pada bagian tengah daerah penyelidikan yaitu sekitar pemunculan mata air panas Cubadak yang menyebar ke arah selatan ke arah mata air panas Sawah Mudik (Desa Betung).
Sedangkan pola penyebaran CO2 anomali relatif tinggi berada di daerah Cubadak dan sekitarnya kemudian menyebar ke arah barat laut, yang merupakan lokasi-lokasi munculnya mata air panas di daerah penyelidikan.
Peta kontur sebaran temperatur udara tanah memperlihatkan adanya zona
anomali temperatur di sekitar area pemunculan manifestasi air panas dan memyebar ke arah barat laut daerah penyelidikan.
Peta sebaran pH tidak memperlihatkan adanya anomali pH di daerah penyelidikan Cubadak dimana didapatkan harga pH tanah relatif normal dengan nilai relatif sama.
DISKUSI
Air panas daerah panas bumi Cubadak ini termasuk ke dalam tipe air panas klorida - bikarbonat. Dari arah manifestasi air panas Cubadak yang didominasi air klorida, air panas ini semakin ke arah selatan Sawah Mudik semakin bersifat bikarbonat.
Keberadaan mata air panas Cubadak (Cubadak-1, Cubadak-2 dan Cubadak-3) pada zona garis perbatasan “partial
equilibrium” dan “immature water”,
memberikan gambaran bahwa kondisi air panas kemungkinan berasal langsung dari kedalaman dengan temperatur cukup tinggi serta menunjukkan bahwa kondisi mata air panas Cubadak ini sedikit sekali mendapat pengaruh dari air permukaan atau pengenceran air meteorik. Sedangkan mata air panas Sawah Mudik berada pada zona
immature water kemungkinan merupakan
air permukaan yang terpanaskan oleh fluida panas, atau dengan kata lain pengaruh pengenceran oleh air permukaan cukup dominan.
panas bumi diperoleh sebesar 235 oC, berdasarkan perhitungan dengan geotermometri Na-K dan termasuk ke dalam entalpi tinggi (high enthalpy).
Sebaran anomali Hg dan CO2 daerah Cubadak umumnya dijumpai di sekitar Mata air panas Cubadak dengan pola penyebaran Hg ke arah selatan sedangkan CO2 ke arah barat laut. Diperkirakan daerah tersebut merupakan zona-zona lemah akibat adanya pola struktur yang muncul di daerah tersebut berupa sesar Cubadak.
PUSTAKA
Akbar., N., 1972, Inventarisasi dan penyelidikan pendahuluan gejala panasbumi di daerah Sumatera Barat, bagian proyek survey energi geothermal, Dinas vulkanologi, Direktorat Geologi, Bandung.
Bemmelen, van R.W., 1949. The Geology
of Indonesia. Vol. I A. The
Hague. Netherlands.
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.
Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal Ltd. Jakarta.
Mahon K., Ellis, A.J., 1977. Chemistry and Geothermal System. Academic Press Inc. Orlando.
Rock, N.M.S., dkk. 1983, Peta Geologi Regional Bersistem Lembar Lubuk Sikaping, Sumatera, Skala 1:250.000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi. Bandung.
Gambar 1 Peta lokasi daerah penyelidikan
Gambar 2. Diagram segitiga Cl- SO4 –HCO3 Lokasi
Gambar 3. Diagram segitiga Na-K-Mg
