BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mataair panas yang muncul ke permukaan mengindikasikan bahwa adanya

suatu sistem panas bumi yang terbentuk di bawah permukaan bumi yang

diakibatkan oleh adanya aktifitas geologi, seperti vulkanisme dan tektonisme yang

kemudian mengakibatkan air di bawah permukaan mengalami pemanasan,

kemudian muncul dipermukaan sebagai mataair panas ( Herman, 2005), di daerah

Wala Kecamatan Sangalla Selatan Kabupaten Tana Toraja terdapat titik mataair

panas (Djuri, Sudjatmiko, Bachri dan Sukido, 1998).

Berdasarkan informasi adanya titik panas bumi tersebut mendorong

penulis ingin mengetahui lebih lanjut, sehingga diperlukan suatu penelitian yang

dilakukan secara berkesinambungan di antaranya yaitu studi karakteristik panas

bumi.

Dalam penelitian karakteristik mataair panas terdapat beberapa beberapa

permasalahan pokok yang harus dipecahkan di antaranya bagaimana tipe air

panas, berapa temperatur bawah permukaan, bagaimana sistem panas bumi yang

mengontrol mataair panas daerah penelitian, sehingga dari hasil analisis geokimia

ini kita dapat mengetahui karakteristik dari matair tersebut dan juga mengetahui

manfaat yang dapat diperoleh dari mataair panas tersebut seperti sebagai sumber

energi, pertanian dan sebagai lokasi objek wisata. Melihat hal tersebut diatas,

maka penulis merasa sangat tertarik untuk memecahkan permasalahan mataair

1

2

panas tersebut dengan menjadikan objek studi mengenai karakteristik panas bumi

berdasarkan mataair panas ini sebagai bahan penelitian tugas akhir.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penelitian ini adalah untuk melakukan studi penelitian

karakteristik mataair panas Makula di daerah Wala Kecamatan Sangalla

Kabupaten Tana Toraja Provinsi Sulawesi Selatan.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui ciri fisik mataair panas,

mengetahui sifat kimia mataair panas, menentukan tipe mataair panas, dapat

memperkirakan temperatur bawah permukaan, dapat memperkirakan gradien

geothermal, dapat memperkirakan umur panas bumi dan mengetahui pemanfaatan

mataair panas.

I.3 Batasan Masalah

Penulis membatasi pembahasan dari penelitian ini yaitu membahas

karakteristik mataair panas makula meliputi ciri fisik, sifat kima, tipe mataair

panas dan memperhatikan ciri – ciri batuan di sekitar mataair panas dan unsur –

unsur penyusun mataair panas.

I.4 Lokasi dan Kesampaian Daerah Penelitian

Lokasi penelitian secara administratif terletak di daerah Makula

Kecamatan Sangalla Selatan Kabupaten Tana Toraja Provinsi Sulawesi Selatan,

sedangkan secara geografis terletak pada kooordinat 119°54'30" - 119°54'45" BT

dan 03°06'00"– 03°07’00" LS.

Daerah penelitian dapat dicapai dengan menggunakan transportasi darat

dari Makassar menuju Kabupaten Tana Toraja menggunakan kendaraan beroda

3

empat atau beroda dua yang ditempuh sekitar 7 - 8 jam dengan jarak kurang lebih

sekitar 320 km, dilanjutkan dengan menggunakan kendaraan roda empat atau roda

dua ke lokasi penelitian dari Ibukota Kabupaten Tana Toraja dengan jarak sekitar

20 km dan waktu tempuh sekitar 1 jam.

Gambar 1.1 Peta tunjuk lokasi daerah penelitian.

110o57’00”

BT4o05’30” LS

110o 54

’00”

BT

03o05’30” LS

03o 07’30” LS

110o 54

’00”

BT

03o07’30” LS

110o57’00”

BT

Daerah Penelitian

4

I.5 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu :

1. Peta dasar skala 1 : 25.000,

2. GPS Garmin tipe Etrex,

3. Kompas geologi,

4. Palu geologi,

5. Buku lapangan,

6. Botol sampel,

7. Kamera digital,

8. Alat tulis menulis.

9. Larutan kimia,

10. Termometer,

11. Kertas lakmus,

12. Spektrofotometrik,

13. Kolorimetrik.

I.6 Peneliti Terdahulu

Beberapa ahli geologi yang pernah mengadakan penelitian di daerah ini

yang sifatnya regional diantaranya adalah sebagai berikut :

Djuri, Sudjatmiko, S. Bahri, dan Sukido (1998), membuat Peta Geologi

Lembar Majene dan Palopo Bagian Barat.

Yuanno Rezky, Kasbani, Dedi Kusnadi (2006), Penyelidikan Geologi dan

Geokimia Daerah Panas Bumi Sangalla Makale Tana Toraja.

5

Lantu, M. Imran, Effendi Amin and D. A. Suriamiharjda, (2005), Landsekap

Lembah Sangalla dan Sekitarnya

Hasan Ngabito (1990), membuat Peta Geologi dan Potensi Bahan Galian

Provinsi Sulawesi Selatan, Skala 1 : 500.000.

Rab Sukamto (1975), penelitian Perkembangan Tektonik Sulawesi dan

Sekitarnya yang merupakan sintesis yang berdasarkan tektonik lempeng.

BAB II

METODE DAN TAHAPAN PENELITIAN

2.1 Metode Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan

metode studi literatur, metode penelitian lapangan dan metode analisis

laboratorium. Metode penelitian lapangan meliputi pengambilan data – data

geologi dan geokimia, meliputi pengambilan data-data kimia dari sampel mataair

panas, pengukuran suhu dan pH yaitu :

- Pengambilan titik sampel mataair panas ditentukan berdasarkan sumber

airnya paling besar dan belum tercampur dengan air permukaan.

- Pengambilan sampel dilakukan dengan mengambil sampel air panas secara

langsung dari sumbernya dan memasukkannnya ke dalam botol.

- Pengambilan sampel dilakukan pada saat musim kemarau (cuaca cerah).

- Titik tempat pengambilan sampel dilakukan di tempat yang berbeda guna

untuk membandingkan dari titik-titik sumbernya.

Dari sampel mataair yang nantinya akan dianalisis di laboratorium untuk

menentukan karakteristik panas bumi dari mataair panas.

Metode analisis laboratorium meliputi metode analisis kimia AAS untuk

parameter Kalium (K) dan Natrium (Na), metode titrimetri untuk parameter

Bikarbonat (HCO3), Klorida (Cl), dan kesadahan Kalsium (Ca) dan Magnesium

(Mg), Metode spektrofotometer DREL 2800 untuk parameter Sulfat (SO4).

6

7

2.2 Tahapan Penelitian

Untuk melaksanakan penelitian ini, diperlukan tahapan penelitian yang

baik dan tersusun secara sistematis, agar diperoleh hasil yang baik. Tahapan

penelitian tersebut, yaitu :

2.2.1 Tahap Persiapan

Melaksanakan setiap kegiatan penelitian, selalu diawali dengan persiapan

yang menyangkut segala sesuatu yang dibutuhkan selama pelaksanaannya.

Pada tahap ini, hal-hal yang perlu dilakukan berupa :

Persiapan administrasi

Meliputi : pengajuan proposal penelitian, pengurusan surat izin penelitian

pada tingkat provinsi sampai tingkat desa lokasi penelitian

Persiapan perlengkapan dan peralatan geologi serta alat pengukuran sifat

kimia dan fisika mataair panas.

Studi literatur

Meliputi : studi tentang geologi regional daerah penelitian, laporan dari

peneliti terdahulu yang mencakup daerah penelitian serta literatur - literatur

geologi yang masih berkaitan dengan batasan masalah penelitian.

Pengadaan peta dasar dan interpretasi peta topografi

Meliputi : pengadaan peta dasar diperoleh dari peta lembar yang diterbitkan

oleh Bakosurtanal dengan sekala 1 : 50.000 kemudian diperbesar ke skala 1 :

25.000.

Perencanaan biaya dan jadwal kegiatan.

8

Meliputi : Perincian biaya yang disusun berdasarkan kondisi daerah dan

kebutuhan penelitian, agar penelitian yang dilakukan dapat berjalan lancar dan

sistematis (sesuai proposal penelitian), selain itu mempelajari kondisi sosial

budaya masyarakat setempat sangat penting untuk kemudahan dan keamanan

dalam melakukan kegiatan penelitian.

2.2.2 Tahap Penelitian Lapangan

Adapun kegiatan yang dilakukan pada tahap ini, antara lain :

Meliputi pengambilan data – data geologi yang berada disekitar mataair panas

meliputi geomorfologi, litologi penyusun dan struktur geologi,

Pengambilan data – data ciri fisik dan kimia mataair panas berupa temperatur,

warna dan pH,

Pengambilan contoh batuan dan airpanas.

2.2.3 Tahap Analisis Laboratorium

Dari conto mataair panas yang diambil dari lokasi penelitian kemudian

dianalisis pada laboratorium, adapun prosedur penentuan beberapa kandungan

kimia dari mataair panas tersebut adalah :

2.2.3.1 Prosedur Penentuan Kesadahan Ca2+, Mg2+ dan Cl

Dalam menentukan kesadahan unsur Ca2+ , Mg2+, Cl dan HCO3 metode

yang dilakukan untuk analisisnya yaitu metode titrimetri. Analisa titrimetri atau

analisa volumetric adalah analisis kuantitatif dengan mereaksikan suatu zat yang

dianalisis dengan larutan baku (standar) yang telah diketahui konsentrasinya

9

secara teliti, dan reaksi antara zat yang dianalisis dan larutan standar tersebut

berlangsung secara kuantitatif.

2.2.3.2 Penentuan Sulfat (SO4), K, Na, NH3,

Dalam menentukan kandungan sulfat dalam sampel prosedur yang

dilakukan untuk analisisnya yaitu dengan metode spektofotometer serapan atom

(AAS). Spektofotometer alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer,

Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang

tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan

atau yang diabsorpsi. Spektofotometer serapan atom (AAS) adalah suatu alat yang

digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid

yang berdasarkan pada penyerapan absorbsi radiasi oleh atom bebas

Spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur transmitan

/absorbans suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap

sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tunggal.

2.2.4 Tahap Pengolahan dan Evalusai Data

Data yang ada terdiri atas data primer dan data sekunder. Data primer

diperoleh dari hasil penelitian lapangan dalam bentuk data deskripsi, sketsa,

fotografi dan conto batuan. Data sekunder berupa peta dasar topografi terbitan

Bakosurtanal dengan skala 1 : 50.000 dan laporan-laporan penelitian terdahulu

yang relevan.

Data primer yang diolah berupa deskripsi geomorfologi, foto

bentangalam, foto singkapan, conto batuan dan data kekar. Hasil pengolahan data

10

primer tersebut disesuaikan dengan peta topografi daerah penelitian dan disusun

dalam bentuk laporan.

Pengolahan terhadap contoh airpanas dilakukan di laboratorium. Hasil

yang diperoleh berupa nilai dari kandungan unsur – unsur kimia dalam airpanas,

sehingga dapat ditentukan potensi yang diperoleh dari mataair panas.

2.2.5 Tahap Penyusunan Laporan Akhir

Tahap akhir dari seluruh rangkaian tahapan penelitian adalah penyusunan

skripsi berdasarkan data geologi hasil penelitian lapangan, data geokimia hasil

pengolahan dan analisis laboratorium, serta data-data pendukung lainnya yang

berhubungan dengan penelitian dengan bahan acuan buku literatur dan laporan

peneliti terdahulu.

2.2.6 Tahap Presentase Laporan

Tahap ini merupakan tahap akhir dari seluruh rangkaian kegiatan

penelitian. Pada tahap ini laporan yang telah disusun dalam bentuk skripsi

dipresentasekan dalam bentuk ujian seminar hasil dan ujian akhir di depan dosen

penguji.

11

PERSIAPAN

Administrasi Studi Pustaka Peta Dasar Peralatan Lapangan Orientasi Medan Penyusunan Program kerja

PENELITIAN LAPANGAN

Pengambilan data lapanganmeliputi : Geomorfologi,Litologi dan struktur Geologi

Pengambilan foto matair panas Pengambilan conto Air Pengambilan data air panas

meliputi pengukuran pH air,Bau, temperature,warna.

ANALISIS LABORATORIUMAnalisis kandungan unsur kimiaair panas seperti kandungan Na,K, Mg, Cl-, Ca, SO4, HCO3, NH3.

PENGOLAHAN DAN EVALUASI DATA

PENYUSUNAN LAPORAN

STUDI KARAKTERISTIK PANAS BUMI BERDASARKAN GEOKIMIAMATAAIR PANAS MAKULA DAERAH WALA KEC. SANGALLA SELATAN

KAB. TANA TORAJA PROV. SULAWESI SELATAN

Gambar 2.1. Diagram alur metode dan tahapan penelitian

SKRIPSI

12

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Geologi Regional

Pembahasan geologi regional daerah penelitian mencakup kondisi

geomorfologi dan kondisi stratigrafi serta kondisi struktur geologi.

3.1.1 Geomorfologi Regional

Dari Peta Rupa Bumi skala 1:50.000 (Bakosurtanal, 1991) menunjukkan

bahwa wilayah Tana Toraja merupakan dataran tinggi yang dikelilingi oleh

pegunungan tinggi. Gunung yang terkenal antara lain G. Rantemario (3440 mdpl),

G. Tondok (1209 mdpl). Beberapa sungai mengalir sepanjang tahun dan

umumnya bermuara di S. Saddang di sebelah barat wilayah studi.

Morfologi daerah penelitian umumnya didominasi oleh morfologi

pegunungan dan perbukitan. Morfologi pegunungan menempati bagian selatan,

sedangkan bagian timur, barat hingga bagian utara merupakan perbukitan

bergelombang. Ketinggian pegunungan ini melebihi 500 m dengan puncak

tertinggi adalah Gunung Moladewe yang terletak pada rangkaian pegunungan

Latimojong, Sulawesi Selatan (Sukamto, 1975)

Morfologinya Kecamatan Sangalla dikelilingi oleh bukit-bukit kars (buntu

dalam bahasa Toraja) dan yang terkenal ada 8 buah bukit yaitu Buntu Tongko,

Buntu Kote, Buntu Batubakka, Buntu Burake, Buntu Tipodang, Buntu Kandora,

Buntu Issong dan Buntu Kaero. Pada dasar bukit-bukit inilah muncul mata air

13

yang mengalir kearah lembah Sangalla dan menjadi sumber air baik bagi

kehidupan sehari-hari maupun untuk persawahan. Air yang bersumber dari kaki

bukit tersebut mengalir secara gravitasi dari persawahan yang lebih tinggi ke

persawahan di bawahnya melalui saluran yang dikelola secara sederhana oleh

masyarakat setempat.

Sebagian pegunungan ini terbentuk oleh batuan gunung api dengan

ketinggian rata-rata 1500 m dari permukaan laut ke arah timur rangkaian

pegunungan ini relatif menyempit dan lebih rendah dengan morfologi

bergelombang lemah sampai kuat

3.1.2 Stratigrafi Regional

Daerah penelitian termasuk dalam Peta Geologi Lembar Majene dan

Palopo Bagian Barat (Djuri dan Sudjatmiko, 1974), dimana berdasarkan urutan

stratigrafinya batuan tertua yang dijumpai di daerah adalah Formasi Latimojong

(Tkl) yang berumur Kapur dengan ketebalan kurang lebih 1000 meter. Formasi

ini telah termetamorfisme dan menghasilkan filit, serpih, rijang, marmer, kwarsit

dan beberapa intrusi bersifat menengah hingga basa, baik berupa stock maupun

berupa retas-retas.Pada bagian atasnya diendapkan secara tidak selaras Formasi

Toraja yang terdiri dari Tersier Eosen Toraja (Tet) dan Tersier Eosen Toraja

Limestone (Tetl) yang berumur Eosen terdiri dari serpih, batugamping dan

batupasir serta setempat batubara, batuan ini telah mengalami perlipatan kuat.

Kisaran umur dari fosil-fosil yang dijumpai pada umumnya berumur Eosen

Tengah sampai Miosen Tengah. (Djuri dan Sudjatmiko, 1974). Pada bagian atas

formasi ini dijumpai batuan vulkanik Lamasi (Tolv) yang berumur Oligosen,

14

terdiri dari aliran lava bersusunan basaltik hingga andesitik, breksi vulkanik,

batupasir dan batulanau, setempat-setempat mengandung feldspatoid. Kebanyakan

batuan terkersikkan dan terkloritisasi. Satuan batuan berikutnya adalah satuan

Tmb dan Tmpss yang terdiri dari napal dan sisipan batugamping yang setempat-

setempat mengandung batupasir gampingan, konglomerat dan breksi yang

berumur Miosen Bawah hingga Miosen Tengah, di tempat lain diendapkan satuan

batuan Tmc yang terdiri dari konglomerat, meliputi sedikit batupasir glaukonit dan

serpih. Ketebalan satuan batuan ini antara 100 – 400 meter dan berumur Miosen

Tengah hingga Pliosen.

Ketiga satuan batuan di atas mempunyai hubungan menjemari dengan

satuan batuan Tmpl yang terdiri dari lava yang bersusunan andesit sampai basal,

pada beberapa tempat terdapat breksi andesit, piroksin dan andesit trakit serta

felspatoid. Kelompok satuan batuan ini berumur Miosen Awal hingga Pliosen dan

mempunyai ketebalan 500 – 1000 meter. Pada beberapa tempat dijumpai pula

satuan batuan Tmpa, yang merupakan Molasa Sulawesi yang terdiri dari

konglomerat, batupasir, batulempung dan napal dengan selingan batugamping dan

lignit. Foraminifera menandakan umur Miosen Akhir hingga Pliosen.

Batuan-batuan tersebut di atas terangkat ke permukaan hingga

membentuk dataran tinggi akibat adanya pengangkatan oleh gaya-gaya tektonik.

Kegiatan tektonik tersebut menyisakan beberapa struktur yang dapat dijumpai di

wilayah studi daerah penelitian antara lain patahan naik (trust fault), patahan

normal (normal fault) dan struktur perlipatan berupa sinklin. Setidaknya ada

empat tahapan yang menyebabkan terjadinya gaya-gaya tektonik tersebut.

15

Satuan Batuan termuda berupa endapan aluvial dan pantai yang terdiri

dari lempung, lanau, pasir kerikil dan setempat-setempat terdapat terdapat

terumbu koral (Qal) menempati daerah pesisir timur dan barat.

3.1.3 Struktur Geologi Regional

Struktur yang terdapat di Pulau Sulawesi khususnya daerah penelitian

memperlihatkan keadaan yang sangat kompleks. Hal ini disebabkan karena Pulau

Sulawesi banyak mendapat pengaruh pertemuan berbagai lempeng benua dan

samudera. Kerumitan tektonik Pulau Sulawesi ini ditafsirkan

sebagai hasil pemekaran kerak bumi yang disebabkan oleh gerak lempeng

Australia dan Hindia ke utara dan lempeng Pasifik ke Barat yang kedua

membentur lempeng Eurasia.

Gambar 3.1 Peta Geologi Regional Lembar Majene dan Bagian Barat LembarPalopo, Sulawesi . P3G, Bandung (Djuri, Sudjatmiko, S. Bachri danSukido, 1998)

-0 75 150 225 30037.5

Kilometers

Lokasi Penelitian

03o

20’L

S

119o 45’ BT 120o 05’ BT

03o

00’ L

S03

o20

’ LS

03o

00’ L

S

16

Secara regional orogenesa pada Pulau Sulawesi mulai berlangsung sejak

Zaman Trias, terutama pada Mandala Banggai – Sula yang merupakan Mandala

Tertua, sedangkan pada Mandala Geologi Sulawesi Timur dimulai pada Kapur

Akhir atau Awal Tersier. Perlipatan yang kuat menyebabkan terjadinya sesar

anjak yang berlangsung pada Miosen Tengah pada Lengan Timur Sulawesi dan

dibagian tengah dari Mandala Geologi Sulawesi Barat, diwaktu yang bersamaan

suatu trangresi local berlangsung pada Lengan Tenggara Sulawesi dan suatu

aktifitas vulkanik terjadi pada Lengan Utara dan Selatan (Sukamto, 1975).

Fase orogenesa Intra Miosen terlihat menonjol pada beberapa tempat,

terutama pada Mandala Sulawesi Barat bagian Tengah, sedangkan orogenesa

sebelum Intra Miosen mungkin terjadi dua kali, yaitu sebelum dan sesudah Eosen.

Orogenesa Larami terjadi pada Kapur Akhir hingga Miosen Awal, mengangkat

dan melipat endapan Mesozoikum dan sediment tua lainnya, kemudian terhenti

oleh pengaruh gerakan horizontal dan menyebabkan terjadinya berbagai sesar

sungkup berarah utara-selatan atau tepatnya utara baratlaut - selatan menenggara.

Gaya horizontal terhenti dan disusul oleh terbentuknya sesar bongkah yang

menyebabkan terban maupun sembul. Perlipatan yang kuat diikuti oleh sesar

sungkup yang terjadi pada Miosen Tengah pada bagian tengah dari Mandala

Sulawesi Barat, melipat batuan pada Formasi Latimojong dan Formasi Toraja

kemudian tersesarkan.

Pada Plio-Plistosen berbagai terban dan sembul dipengaruhi oleh adanya

sesar geser berarah baratlaut-tenggara yang searah dengan pergerakan sesar Palu-

Koro di Sulawesi Tengah (Simandjuntak, 1986). Sesar ini diperkirakan masih

17

aktif, arah gerak sesar Palu-Koro memperlihatkan kesamaan gerak dari jalur Sesar

Matano dan jalur Sesar Sorong dan pola sesar sungkupnya memperlihatkan arah

yang konsekwen terhadap Mandala Banggai-Sula. Kemudian akibat dari lempeng

Asia yang bergerak dari arah baratlaut menyebabkan terbentuknya jalur

penunjaman Sulawesi Utara hingga pergerakan dari Sesar Palu-Koro masih aktif.

Sehubungan dengan hal tersebut diatas, Maka pada Mandala Sulawesi

Barat bagian tengah termasuk daerah penelitian berkembang sesar-sesar mendatar

yang berarah baratlaut-selatan tenggara dan sesar-sesar anjak yang berarah

timurlaut-baratdaya. Sesar-sesar mendatar yang dimaksud adalah Sesar Mendatar

Malimbo di bagian utara daerah penelitian, Sesar Walanae Barat di baratdaya

daerah penelitian dan sesar naik yang paling dominan adalah Sesar Naik Makale

di bagian baratdaya dan Sesar Anjak Latimojong disebelah baratdaya daerah

penelitian (Djury dan Sudjatmiko, 1974).

3.2 Panas Bumi

Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air

panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara

genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi. Panas

bumi adalah sumber daya alam yang dapat diperbarui, berpotensi besar serta

sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam keanekaragaman energi. (Pasal

1.UU RI No. 27, 2003)

Panas Bumi merupakan sumber energi panas yang terbentuk secara alami

di bawah permukaan bumi. Sumber energi tersebut berasal dari pemanasan batuan

dan air bersama unsur-unsur lain yang dikandung Panas Bumi yang tersimpan di

18

dalam kerak bumi. Untuk pemanfaatannya, perlu dilakukan kegiatan

penambangan berupa eksplorasi dan eksploitasi guna mentransfer energi panas

tersebut ke permukaan dalam wujud uap panas, air panas, atau campuran uap dan

air serta unsur-unsur lain yang dikandung Panas Bumi. Pada prinsipnya dalam

kegiatan Panas Bumi yang ditambang adalah air panas dan uap air, diakses pada

http://id.wikipedia.org/wiki/energipanasbumi.

3.3 Jenis – jenis Panas bumi

Panas bumi secara umum dapat diartikan sebagai penjelmaan suhu bumi

yang telah ada sejak bumi terbentuk. Asal dari panas tersebut telah banyak

dihipotesiskan para ahli, baik itu hipotesis panas yang merupakan warisan abadi

sejak sebuah bola gas pijar terlepas dari matahari yang kemudian membeku

bagian luarnya menjadi bumi, hipotesis panas akibat proses isotermis dan

pandangan terakhir yang lebih maju yaitu bahwa panas tersebut sebagian

disebabkan oleh proses peluruhan bahan radioaktif yang terkandung dalam bumi.

Di alam suhu tersebut membentuk suatu sistem yang disebut dengan sistem panas

bumi. Sistem mencakup sistem hidrotermal, yang merupakan sistem mataair,

proses pemanasan dan kondisi sistem di mana air yang terpanasi terkumpul,

sehingga sistem panas bumi mempunyai persyaratan seperti harus tersedianya air,

batuan pemanas, batuan sarang dan batuan penutup. Air di sini umumnya berasal

dari air tanah meteorik. Jenis – jenis air (Diadaptasikan dari White, 1956), sebagai

berikut :

Air juvenile (juvenile water), yaitu air yang berasal dari magma (primer) yang

kemudian menjadi bagian dari hidrosfer. Air magmatik (magmatic water),

19

yaitu air yang berasal dari magma (dapat air juvenile) sejak magma tersebut

bersatu denga air meteorik atau air yang berasal dari sedimen.

Air meteorik (meteoric water), yaitu air yang sekarang berada di lingkungan

atmosfer.

Air purba (connate water), yaitu air yang terpisah dari atmosfer selama waktu

geologi yang panjang. Air yang tedapat dalam cekungan sedimen dan tertutup

oleh lapisan tebal batuan diatasnya ini hampir sejenis dengan air di dalam

lapisan minyak bumi yang umumnya merupakan air laut yang telah

mengalami perubahan karena proses fisika dan kimia.

Air metamorfik (metamorphic water), yaitu bentuk tersendiri dari air purba

yang berasal dari mineral yang mengandung air (hidrous mineral), di mana air

akan terperas keluar selama proses kristalisasi atau metamorfosa.

Batuan pemanas akan berfungsi sebagai sumber pemanasan air yang dapat

berwujud tubuh terobosan granit maupun bentuk-bentuk lainnya. Panas yang

ditimbulkan oleh pergerakan sesar aktif kadang - kadang berfungsi pula sebagai

sumber panas, seperti sumber-sumber mata air panas di sepanjang Sesar Aktif

Palu – Koro.

Batuan sarang berfungsi sebagai penampung air yang telah terpanasi atau

uap yang telah terbentuk. Nilai kesarangan batuan cadangan ini ikut menentukan

jumlah cadangan air panas atau uap.

Batuan penutup berfungsi sebagai kumpulan air panas atau uap, sehingga

tidak merembes ke luar. Syarat dari batuan penutup ini adalah sifatnya yang tidak

mudah ditembus atau dilalui cairan atau uap (Gambar 3.1).

20

Umumnya sumber panas bumi terdapat didaerah jalur gunungapi, maka

sebagai sumber panas adalah magma atau batuan yang telah mengalami radiasi

panas dari magma, sedang batuan penutup dan batuan cadangan bisanya dibentuk

oleh batuan hasil letusan gunungapi seperti lava dan piroklatik. Meskipun di

beberapa daerah panas bumi, tufa atau abu halus yang terlempungkan atau lapisan

air tanah dapat berfungsi sebagai batuan penutup sistem panas bumi.

Pada jalur gunung api, dengan sumber panas yang relatif agak dangkal

akan terbentuk daerah - daerah panas bumi yang di permukaan teramati sebagai

sumber - sumber air panas, lapangan fumarol, solfatar, kubangan lumpur panas,

steaming ground, hot ground, atau daerah ubahan hidrotermal.

Massa air panas yang terdapat di dalam bumi pada suatu saat akan

merembes ke permukaan bumi, membentuk sumber - sumber air panas. Kelurusan

beberapa sumber air panas mencirikan adanya retakan yang memotong sistem

Gambar 3.2 Model skematik sistem geothermal (Dimodifikasi dari White,1996)

Batuan sarang

Batuan pemanas

Batuan penutup

21

hidrotermal panas bumi. Kadang - kadang di sekitar mataair panas dijumpai sinter

silikaan yang merupakan endapan silika yang larut dalam air panas atau tufa

gampingan karena ikut terlarut CaCO3.

Solfatar adalah hembusan gas belerang yang berasal magma maupun

terdapat di alam sedimen, endapan belerang yang merupakan sublimasi gas H2S di

sekitar daerah solfatar kadang - kadang mempunyai arti ekonomi. Fumarol

merupakan hembusan gas dan uap air, di mana uap air umumnya lebih banyak.

Konstituen gas umumnya terdiri dari CO2, H2S, HCl, CO, HF, Asam Borak,

H3PO3, NH3, Hidrogen Bebas dan sejumlah kecil gas - gas tak reaktif sepeti

Argon. Kadang ditemukan pula unsur Hidrogen, Cl dan F, di mana umumnya

berasal dari alterasi batuan sekitar. Beberapa jenis sulfat seperti anhidrit, gypsum,

alunit, alum dan garam epsomkadang dijumpai pada uap fumarol. Gas SO2 yang

ada berasal dari oksidasi gas H2S setelah mencapai permukaan, sedang belerang

yang berbentuk kristal - kristal jarum merupakan hasil sublimasi.

3.4 Gradien Geothermal

Secara universal, setiap penurunan 1 km (kedalaman) ke perut bumi

temperatur naik sebesar 25 - 30ºC. Atau setiap kedalaman bertambah 100 meter

temperatur naik sekitar 2,5 sampai 3ºC. Jadi semakin jauh ke dalam perut bumi

suhu batuan akan makin tinggi. Bila suhu di permukaan bumi adalah 27ºC maka

untuk kedalaman 100 meter suhu bisa mencapai sekitar 29,5ºC. Untuk kedalaman

1 km suhu batuan dapat mencapai 52-60ºC. Pertambahan panas tersebut dikenal

sebagai gradien geotermal. Untuk tempat-tempat tertentu di sekitar daerah

22

volkanik gradien geotermal dapat lebih besar lagi, variasinya 1 - 25°C / 100m,

diakses pada http://www.geothermal/html.

3.5 Karakteristik Sumber Panas Bumi

Langkah awal dalam rangka penyiapan konservasi energi panas bumi

adalah studi sistem panas bumi itu sendiri, terutama karakteristik sumber panas

bumi sebagai bagian penting dalam sistem, di antaranya yang berkaitan dengan :

Dapur magma sebagai sumber panas bumi,

Kondisi hidrologi,

Manifestasi panas bumi,

Reservoir,

Umur (lifetime) sumber panas bumi.

3.5.1 Dapur Magma Sebagai Sumber Panas Bumi

Pada dasarnya energi panas yang dihasilkan oleh suatu wilayah gunungapi

mempunyai kaitan erat dengan sistem magmatik yang mendasarinya, dan salah

satu karakteristik penunjang pemanfaatan panas bumi adalah letak dapur

magmanya di bawah permukaan sebagai sumber panas (heat source).Terutama di

daerah - daerah yang terletak di jalur vulkanik - magmatik, ukuran dapur magma

itu sendiri berhubungan erat dengan kegiatan vulkanisme. Saat menuju

permukaan, magma akan mengalami proses diferensiasi dan berevolusi

menghasilkan susunan kimiawi yang berbeda sesuai kedalaman. Dapur magma

yang terbentuk pada kedalaman menengah kemungkinan terkontaminasi oleh

bahan - bahan kerak bumi yang kaya akan silika dan gas, sehingga bersifat lebih

eksplosif. Volumenya dapat diperkirakan dari ciri fisik berupa ukuran kaldera,

23

distribusi lubang kepundan, pola rekahan, pengangkatan topografi dan hasil erupsi

gunungapi atau melalui cara identifikasi dengan metoda geofisika.

Magma akan mengalirkan sejumlah panas yang signifikan ke dalam batuan

pembentuk kerak bumi, makin besar ukuran dapur magma maka semakin besar

pula sumber daya panasnya, di mana secara ekonomis menjadi ukuran jumlah

energi yang dapat dimanfaatkan dari suatu sumber panas bumi.

3.5.2 Kondisi Hidrologi

Pada busur kepulauan dengan kegiatan vulkanisme/magmatisme masih

berjalan, di mana magma di bawah permukaan berinteraksi dengan lokasi - lokasi

bersiklus basah atau cukup persediaan air; sehingga akan terjadi pendinginan

magma dan proses hidrotermal untuk menciptakan lingkungan fasa uap - air

bersuhu/bertekanan tertentu, yang memberikan peluang terjadinya sistem panas

bumi aktif.

Peranan air sangat penting dalam mempertahankan kelangsungan sistem

panas bumi, sehingga sangat dipengaruhi oleh siklus hidrologi yang diyakini

dapat terjaga keseimbangannya apabila pasokan dari lingkungan tidak terhenti.

Keberadaan sumber - sumber air lainnya seperti air tanah, air connate, air

laut/danau, es dan air hujan akan sangat dibutuhkan sebagai suplai kembali air

yang hilang mengingat kandungan air dalam magma (juvenile) tidak mencukupi

jumlah yang dibutuhkan dalam mempertahankan proses interaksi air – magma.

Kondisi hidrologi pada suatu sistem panas bumi sangat dipengaruhi oleh

bentang alam lingkungan di mana terjadiya dan berperan dalam membentuk

manifestasi permukaan yang dapat memberikan petunjuk tentang keberadaan

24

sumber panas bumi di bawah permukaan. Pada daerah berelief (topografi) rendah,

manifestasi panas bumi dapat berbentuk mulai dari kolam air panas dengan pH

mendekati netral, pengendapan sinter silika hingga zona - zona uap mengandung

H2S yang berpeluang menghasilkan fluida bersifat asam, menandakan bahwa

sumber fluida hidrotermal/panas bumi berada relatif tidak jauh dari permukaan.

Pada daerah dengan topografi tinggi (vulkanik andesitik), dimana kenampakan

manifestasi berupa fumarol atau solfatara, menggambarkan bahwa sumber panas

bumi berada pada kondisi relatif dalam yang memerlukan waktu dan jarak

panjang untuk mencapai permukaan.

3.5.3 Manifestasi Panas Bumi

Bukti kegiatan panas bumi dinyatakan oleh manifestasi - manifestasi di

permukaan, menandakan bahwa fluida hidrotermal yang berasal dari reservoir

telah keluar melalui bukaan - bukaan struktur atau satuan - satuan batuan

berpermeabilitas. Beberapa manifestasi menjadi penting selain sumber mataair

panas yang dapat digunakan sebagai indikator dalam penentuan suhu reservoir

panas bumi, yaitu :

Sinter silika, berasal dari fluida hidrotermal bersusunan alkalin dengan

kandungan cukup silika, diendapkan ketika fluida yang jenuh silika amorf

mengalami pendinginan dari 100o ke 50oC. Endapan ini dapat digunakan

sebagai indikator yang baik bagi keberadaan reservoir bersuhu >175oC.

Travertin, jenis karbonat yang diendapkan di dekat atau permukaan, ketika air

meteorik yang sedang bersirkulasi sepanjang bukaan - bukaan struktur

mengalami pemanasan oleh magma dan bereaksi dengan batuan karbonat.

25

Biasanya terbentuk sebagai timbunan/gundukan di sekitar mataair panas

bersuhu sekitar 30o – 100oC, dapat digunakan sebagai indikator suhu reservoir

panas bumi berkapasitas energi kecil yang terlalu lemah untuk menggerakkan

turbin listrik tetapi dapat dimanfaatkan secara langsung.

Kawah dan endapan hidrotermal. Kedua jenis manifestasi ini erat

hubungannya dengan kegiatan erupsi hidrotermal dan merupakan indikator

kuat dari keberadaan reservoir hidrotermal aktif. Kawah dihasilkan oleh erupsi

berkekuatan supersonik karena tekanan uap panas yang berasal dari reservoir

hidrotermal dalam (kedalaman ±400 m, suhu 230oC) melampaui tekanan

litostatik, ketika aliran uap tersebut terhambat oleh lapisan batuan tidak

permeabel (caprock). Sedangkan endapan hidrotermal (jatuhan) dihasilkan

oleh erupsi berkekuatan balistik dari reservoir hidrotermal dangkal

(kedalaman ±200 m, suhu 195oC), ketika transmisi tekanan uap panas

melebihi tekanan litostatik karena tertutupnya bukaan-bukaan batuan yang

dilaluinya.

3.5.4 Reservoir

Reservoir adalah suatu volume batuan di bawah permukaan bumi yang

mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida (sumber

energi panas bumi) yang terperangkap didalamnya; diklasifikasikan menjadi 3

(tiga) yaitu :

Entalpi rendah, mempunyai batas suhu <125oC dengan rapat daya spekulatif

10 MW/km2 dan konversi energi 10%.

26

Entalpi sedang, mempunyai kisaran suhu 125 – 225oC dengan rapat daya

spekulatif 12,5 MW/km2 dan konversi energi 10%.

Entalpi tinggi, mempunyai batas suhu >225oC dengan rapat daya spekulatif 15

MW/km2 dan konversi energi 15%.

3.5.5 Umur Sumber Panas Bumi

Sistem panas bumi menghasilkan sumber daya energi yang selalu terbarukan,

tidak berarti akan berumur tanpa batas. Dengan demikian harus ada upaya untuk

mengetahui umur kegiatan sumber panas bumi. Penggunaan metoda K/Ar dan

Rb/Sr adalah salah satu teknik paling populer untuk penentuan umur terhadap

mineral – mineral hidrotemal tertentu dari inti bor batuan yang terubah

hidrotermal. Penentuan umur sistem panas bumi dapat dilakukan dengan cara :

a. Tidak langsung dari suatu sistem panas bumi aktif. Penentuan umur dengan

cara ini dilakukan melalui studi banding umur relatif mineral –mineral ubahan

proses hidrotermal terhadap umur batuan reservoir,

b. Analogi pengukuran atau perkiraan lamanya kegiatan dalam suatu sistem fosil

panas bumi, terutama yang berkaitan dengan cebakan hidrotermal. Dilakukan

melalui studi tentang peran bukaan struktur dalam proses hidrotermal dan

pembentukan cebakan mineral, serta perbedaan episode pengendapan mineral

ubahan, penutupan bukaan struktur dan pembentukan kembali bukaan/rekahan

3.6 Pengertian Mataair Panas

Mataair panas merupakan mataair yang mempunyai suhu yang jauh lebih

besar dibandingkan dengan suhu udaranya. Pada daerah yang beriklim tropis

27

seperti di Indonesia suhu mataair panas dibandingkan dengan suhu udara di mana

mataair panas itu berada (Suharyadi, 1984).

Komposisi kimia unsur – unsur yang terlarut dalam airtanah dapat dibagi

menjadi dua kelompok yaitu “mayor elemen” dan “minor elemen”. Kelompok

mayor elemen terdiri dari kation Ca2+, Mg2+, Na+ dan K+ serta anion HCO3-,

CO3-, SO4

2-, Cl- dan NO3-, sementara kelompok minor elemen umumnya terdiri

dari Fe, Al, Cu, Hg, PO4, NO2 dan lain-lain.

Sumber panas dari suatu mataair panas dapat disebabkan oleh beberapa

faktor yaitu :

Letak dari massa air tersebut yang berada dekat dengan massa batuan vukanik

yang masih aktif,

Keberadaan dari air yang berada jauh didalam bumi sehingga massa air

tersebut akan mengalami pemanasan selaras dengan pertambahan kedalaman

(geothermal),

Adanya proses – proses kimia yang terjadi pada air sehingga mengalami

peningkatan suhu,

Adanya pergerakan sesar aktif yang kadang-kadang berfungsi sebagai sumber

panas.

Keberadaan mataair panas pada suatu daerah, dapat terbentuk oleh dua

sebab yaitu oleh aktivitas tektonik aktif dan vulkanisme (Nicholson, 1993) :

a. Mataair panas akibat vulkanik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur tinggi

dengan suhu di atas 100oC, suhunya tetap, dijumpai endapan sinter, sulfat dan

sulfur, memiliki kandungan ion sulfat dan unsur sulfur yang tinggi akibat

28

reaksi oksidasi H2S di atas permukaan tanah dan unsur volatil magma dari

kegiatan vulkanik.

b. Mataair panas akibat tektonik aktif, dicirikan oleh air panas temperatur rendah

dengan suhu antara 20o – 100oC, dan unsur memiliki unsur sulfur yang relatif

lebih rendah.

3.7 Sifat Geokimia Air Panas

Tenaga listrik dapat dihasilkan oleh air panas atau uap air dengan

temperatur tinggi yaitu sekitar 180oC, dengan kedalaman sekitar 1 sampai dengan

2 kilometer dari permukaan bumi.air panas memiliki beberapa sifat kimia seperti

tipe air panas dan geothermometer larutan (Ellis, J. A & Mahon J. A. W,1977).

3.7.1 Tipe Air Panas

Tipe fluida ditemukan pada kedalaman di tempat panas bumi dengan

temperature tinggi pada pH asam – netral dan klor sebagai anion yang dominant.

Tipe dari fluida dapat ditentukan berdasarkan kandungan unsur kimia yang paling

dominant dijumpai didalam air panas tersebut serta proses – proses fisika yang

terjadi. Berikut ini adalah beberapa tipe fluida dari air panas (Ellis, J. A & Mahon

J. A. W, 1977), yaitu :

Klorida

Tipe air panas ini disebut juga alkali – Clorida atau neutrai – Clorida, yaitu

tipe pada air fluida pada sistem dengan temperature tinggi. Daerah yang

mengandung panas, sumber panas dan konsentrasi klorida yang besar dari

reservoir yang dalam serta pada sona yang permeable. Klorida merupakan anion

yang paling dominan. Unsur lain yang terkandung didalamnya adalah Sodium dan

29

potassium (dalam rasio 10 : 1), sebagai kation utama dengan konsentrasi silika

(konsentrasi lebih tinggi pada kenaikan temperature di kedalaman), boron dan

konsentrasi sulfat dan bikarbonat bervariasi. Kandungan gas yang terkandung

adalah hidrogen sulfide, dengan pH relatif netral yang berkisar antar pH 5- 9.

Sulfat

Tipe air ini disebut juga acid – sulfat water, yaitu terbentuk akibat

kondensasi gas – gas geothermal dekat permukaan. Gas – gas bersamaan dengan

uap air dan unsur – unsur volatile lainnya terbentuk dalam fluida secara terpisah

dengan tipe air klorida mlalui proses pemanasan. Meskipun selalu dijumpai

dipermukaan ( <100 meter). Air sulfat dapat terpenestrasi lebih dari akibat sesar

memasuki sistem panas bumi, kemudian dipanaskan mengakibatkan alterasi pada

batuan dan bercampur dengan fluida fluorid. Tipe ini sering dijumpai pada air

yang keruh atau berlumpur. Karena terpisah dari tipe fluida lainnya maka air

dipanaskan pada water table. Sulfat merupakan anion utama yang terbentuk akibat

oksidasi dari hydrogen sulfide, menghasilkan pH sekitar 2,8.

Bikarbonat

Tipe air ini merupakan tipe kaya fluida CO2 rich fluida atau disebut juga

netral bicarbonate water yang dihasilkan oleh kondensasi uap air dan gas ke

dalam poorly – oksigenated sub – Surface. Tipe ini merupakan non vulkanogenik

dan sistem temperature tinggi dengan pH mendekati netral akibat reaksi dengan

batuan sekitarnya. Sulfat dihasilkan dalam jumlah tertentu dan sedikit klorid. Tipe

ini dapat terbentuk akibat beberapa proses, yaitu :

- Pencampuran air klorida dan sulfat pada kedalamn tertentu,

30

- Air keluar dekat permukaan dan oksidasi dari H2S dalam air kloride,

- Kondensasi dari gas – gas vulkanik dekat permukaan menjadi air meteorik,

- Kondensasi magma di dalam bumi,

- Evaporasi atau pembentukan mineral sulfur.

Pada umumnya tipe sulfat kloride terbentuk oleh proses karekteristik dari

tipe ini adalah pH 2 – 5 dengan kandungan sulfat dan klorid yang seimbang.

Dilute Klorid- Bikarbonat

Tipe ini terbentuk akibat dilusi dari florida klorida oleh air tanah atau air

bikarbonat mengikuti aliran, biasanya dijumpai pada major upflow zone atau pada

sistem panas bumi bertemperatur tinggi. Kloride merupakan anion yang dominan

dan bikarbonat dalam jumlah tertentu serta pH air 6 – 8.

Dari hasil analisis kimia, kemudian menjadi parameter di dalam penentuan

tipe mataair panas berdasarkan klasifikasi dari diagram Trilinier, modifikasi dari

(Giggenbach, 1988 dalam Kusumayudha, 2005).

Gambar 3.3 Diagram Trilinier untuk penentuan tipe mataair panasberdasarkan kandungan ion klorida, sulfat dan bikarbonat(Modifikasi Giggenbach, 1988 dalam Kusumayudha, 2005).

31

3.7.2 Geothermometer Larutan

Geothermometer memungkinkan temperature dari fluida reservoir dapat

diperkirakan hal ini penting untuk mengevaluasi sistem panas bumi yang baru dan

mengamati sistem hidrologinya. Pada tahap ini, Geothermometer berdasarkan

daya larutan daripada mineral (silika) serta rekasi pergantian antara Na – K : Na –

K – Ca dan lain – lain. Geothermometer larutan berdasarkan temperature

equilibrium fluida mineral dan 5 dasar asumsi (Ellis, J. A & Mahon J. A.W,1977)

yaitu :

Konsentrasi daripada elemen – elemen atau unsur – unsur yang akan

digunakan dalam geothermometer harus dikontrol oleh temperature fluida

mineral tersebut,

Kelimpahan mineral – mineral atau unsur – unsur larutan dalam fluida yang

akan bereaksi dengan cepat,

Reaksi yang mencapai kesetimbangan dalam fluida,

Adanya kecepatan aliran kepermukaan tanpa re-equiriblium setelah fluida

meninggalkan reservoir,

Tidak ada pencampuran atau dilusi pada fluida yang dalam (asumsi ini dapat

diabaikan apabila tingat dari dilusi atau pencampuran dapat dievaluasi).

Sehingga dapat dikatakan bahwa geothermometer larutan sangat

tergantung pada kecepatan reaksi harus cukup cepat dalam membentuk suatu

sistem kesetimbangan, untuk memastikan komposisi reservoir tertahan oleh air

serta kecepatannya tidak boleh membentuk sistem kesetimbangn baru pada saat

fluida bergerak kepermukaan.

32

3.7.3 Temperatur Bawah Permukaan Air Panas

Perhitungan temperatur bawah permukaan dapat dilakukan dengan

menggunakan suatu sistem persamaan geothermometer larutan dengan parameter

unsur Na, K dan Mg. Persamaan geothermometer ini diperoleh berdasarkan conto

air panas, dengan pertimbangan bahwa nilai tersebut harus tepat. Hal ini

dipengaruhi oleh keakuratan dalam pengambilan conto air dan keseimbangan

ionic sangat penting dalam analisis ini. Tidak semua air panas valid untuk

geothermometer tetapi harus diketahui terlebih dahulu kandungan unsur – unsur

kimia, salah satu tipe air yang dapat dijadikan geothermometer adalah tipe air

dilutekloride – Bikarbonat seperti yang terdapat di daerah penelitian.

3.7.3.1 Geothermometer Na-K

Geothermometer dengan perbandingan Na/K memberikan indikasi

tempertaur yang tnggi di bawah permukaan dengan melihat elemen sodium dan

potassium. Persamaan yang dapat digunakan dalam mengitung temperatur dari

perbandingan Na - K (Giggenbach, 1988 dalam Nicholson,1993) adalah sebagai

berikut :

3.7.3.3 Geothermometer Na-K-Mg

Terbentuk sebagai hasil dari reaksi pertukaran dengan Na-K-Mg pada

temperature rendah. Perbandingan Na-K-Mg akan representatif dan kondisi

terakhir reaksi sebelum keluar dari reservoir. Dengan demikian, kandungan Mg

ToC = 750.1/log

1390

KNa- 273

33

dalam air panas akan bertambah bila temperatur meningkat, sehingga air dengan

konsentrasi Mg akan termasuk didalam kesetimbangan, yang kemungkinan berada

dekat permukaan. Perkiraan temperature bawah permukaan juga dipengaruhi dari

persentase Na/1000 – K/100 - Mg yang dapat dihitung dengan menggunakan

perbandingan nilai – nilai dari setiap elemen dengan jumlah total keseluruhan

elemen yang kemudian diplot pada diagram Ternary. (Giggenbach, 1988 dalam

Nicholson,1993)

Perkiraan temperature bawah permukaan juga dipengaruhi dari persentase

elemen – elemen Na-K-Mg yang dapat dihitung dengan menggunakan

perbandingan daripada nilai – nilai dari setiap elemen dengan jumlah total

keseluruhan elemen.

Rumus jumlah elemen Na-K-Mg sebagai berikut:

Na + K + Mg = ot

Gambar 3.4 Diagram Ternary untuk penentuan suhu bawah permukaan(Giggenbach, 1980 dalam Nicholson, 1993).

34

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Geologi Daerah Penelitian

Pembahasan geologi daerah penelitian mencakup kondisi geomorfologi,

kondisi stratigrafi dan kondisi struktur geologi.

4.1.1. Geomorfologi Daerah Penelitian

Penjelasan mengenai geomorfologi daerah penelitian meliputi pembagian

satuan geomorfologi, klasifikasi sungai dan stadia daerah penelitian.

Pengelompokkan bentangalam menjadi satuan geomorfologi dilakukan

melalui pendekatan berdasarkan bentuk, parametris dan genetik. Pendekatan

bentuk yaitu pendekatan yang didasarkan pada bentuk permukaan bumi yang

dijumpai di lapangan yakni berupa topografi pedataran, bergelombang, perbukitan

dan pegunungan. Pendekatan parametris yaitu pendekatan yang didasarkan pada

beberapa parameter geomorfologi yang bisa diukur. Unsur tersebut terdiri atas

ketinggian, luas, relief, sudut lereng, kerapatan sungai dan tingkat erosi.

Pendekatan genetik yaitu pendekatan yang berdasarkan proses yang membentuk

bentangalam di permukaan bumi baik yang dikontrol oleh proses eksogen atau

proses endogen.

Daerah penelitian memiliki topografi berupa perbukitan bergelombang

dengan ketinggian antara 775 – 1014 meter di atas permukaan laut, erosi yang

bekerja berupa erosi rill dan gulley dengan proses yang bekerja berupa

denusasional. Berdasarkan pendekatan bentuk, parametris dan pendekatan

genetik yang dihubungkan dengan ciri fisik yang ditemukan pada daerah

35

penelitian, maka satuan bentangalam daerah penelitian adalah satuan bentangalam

perbukitan tbergelombang denudasional (Foto 4.1)

Sungai yang ada pada daerah penelitian yang digolongkan berdasarkan

kandungan air pada tubuh sungai adalah sungai perodik, yang memiliki bentuk

penampang “V”. Pola aliran sungai di daerah ini berpola semi dendritik (setengah

bercabang/mendaun). Lembah sungai mencirikan stadium muda yang mana erosi

secara vertikal lebih dominan daripada erosi secara lateral dimana sangat

dipengaruhi oleh struktur. Dari beberapa uraian ciri fisik daerah penelitian di atas,

maka stadia geomorfologi daerah penelitian termasuk dalam stadia muda.

4.1.2. Stratigrafi Daerah Penelitian

Penamaan satuan batuan pada daerah penelitian didasarkan pada

litostratigrafi tidak resmi, yang bersendikan ciri fisik litologi yang dapat diamati

Foto 4.1 Kenampakan satuan bentangalam perbukitan bergelombang denudasional padadaerah penelitian di foto ke lokasi penelitian , relatif berarah Barat Laut denganarah foto N 3170 E.

36

di lapangan dan penyebaran yang mendominasi pada satuan batuan ini. Litologi

yang menyusun pada satuan ini yaitu lava andesit, berdasarkan hal tersebut maka

penamaan satuan ini yaitu satuan lava andesit.

Untuk penamaan litologi satuan ini menggunakan klasifikasi Travis (1955)

terbagi atas dua cara yaitu penamaan batuan secara megaskopis dan penamaan

batuan secara mikroskopis . Pengamatan secara megaskopis ditentukan secara

langsung terhadap sifat fisik dan komposisi mineralnya yang dapat di amati

langsung. Sedangkan analisis petrografis dengan menggunakan mikroskop

polarisasi untuk pengamatan sifat optik mineral serta pemerian komposisi mineral

secara spesifik kemudian ditentukan nama batuannya.Satuan lava andesit yang di

jumpai pada daerah penelitian ( Foto 4.2), secara megaskopis yaitu dalam keadaan

segar berwarna abu-abu terang, tekstur afanitik, struktur massive, kompak dan

keras, tersusun atas mineral plagioklas, horblende, piroksin dan gelas nama batuan

Andesit (Travis 1955).

Foto 4.2. Singkapan batuan andesit dengan kesan perlapisan yangdijumpai di stasiun 3/mataair panas III dengan arah fotorelatif ke arah utara

37

Secara mikroskopis pada contoh sayatan MM/Spsf (Foto 4.3)

memperlihatkan warna abu-abu kecoklatan, tekstur hipokristalin, porfiritik,

inequigranular, memperlihatkan struktur masivve, ukuran mineral (0,002 – 0,2 )

mm. Komposisi mineral plagioklas jenis andesin dengan persentase (50%), massa

dasar gelas (30%), mineral piroksin jenis augit, diopside dan hipersthene ( 10%)

dan mineral opak (10%), berdasarkan persentase mineral tersebut maka nama

batuan adalah Andesit (Travis 1955).

Penentuan lingkungan pembentukan dan umur dari satuan lava andesit ini

didasarkan pada pengamatan ciri fisik batuan yang dijumpai pada daerah

penelitian. Untuk penentuan lingkungan pengendapan dilapangan memperlihatkan

Foto 4.3 Mikrofotograf andesit dengan nomor sayatan MM/Spsf, dengan komposisiplagiklas jenis andesin(D5-F5), piroksin jenis augit (6G), diopside (D3),hipersthene (F3), massa dasar gelas (J5), dengan perbesaran 50x pada nikolsilang.

38

kondisi litologi andesit yang memperlihatkan kesan perlapisan yang diakibatkan

oleh aliran lava menunjukkan lingkungan pengendapan darat. Sedangkan untuk

penentuan umur satuan batuan disebandingkan dengan ciri fisik regional Lava

Batuan Gunungapi Walimbong (Tmpv) yang berwarna abu-abu terang, tekstur

hipokristalin dengan litologi yang dijumpai di daerah penelitian maka umur dari

satuan ini adalah Miosen-Pliosen.

4.1.3. Struktur Daerah Penelitian

Struktur geologi yang berkembang di daerah penelitian sangat erat

kaitannya dengan proses tektonik dan aktivitas vulkanisme, serta struktur geologi

regional. Berdasarkan hasil pengamatan dan analisa data serta pengolahan data

yang di peroleh selama melakukan penelitian di lapangan, berupa ciri-ciri struktur

geologi yang kemudian di hubungkan dengan interpretasi peta topografi.

Keberadaan struktur ini juga dapat di lihat dengan liniasi yang terdapat pada peta

citra satelit daerah penelitian ( Gambar 4.1).

U

Sekala 1 : 50.000

Garis liniasi sesarpada LokasiPenelitian

Gambar 4.1 Peta citra satelit lokasi daerah penelitian

39

Berdasarkan data-data tersebut maka struktur yang berkembang pada

daerah penelitian adalah :

- Struktur kekar

- Struktur sesar

4.1.3.1. Stuktur Kekar

Berdasarkan atas ciri umum daripada kekar yang dijumpai dilapangan

berupa kekar berpasangan dan bersifat tertutup, dengan arah kekar sistematis,

kenampakan permukaan yang agak rata dan licin, kadang-kadang dijumpai jejak-

jejak goresan akibat dari pergerakan lebih lanjut dan cenderung saling

berpotongan . Berdasarkan hasil pengolahan data dengan menggunakan diagram

roset dari data pengukuran kekar di daerah penelitian maka dapat diketahui bahwa

kekar yang terbentuk di darah penelitian adalah kekar gerus dengan arah tegasan

utama N 344o E, kenampakan kekar pada daerah penelitian (Foto 4.4)

Foto 4.4. Kenampakan kekar pada litologi andesit yang dijumpai disekitarstasiun 3/ mataair III mataair panas makula daerah Wala, arahfoto relatif ke arahutara.

40

4.1.3.2. Struktur Sesar

Untuk mengidentifikasi struktur sesar pada daerah penelitian yaitu dengan

mengetahui ciri primer dan ciri sekunder sebagai pendukung sesar tersebut.

Struktur geologi yang terdapat pada daerah penelitian yang di korelasikan dengan

struktur geologi regional berupa sesar geser dan tektonik reginal yang

mempengaruhi daerah penelitian . Berdasarkan hasil analisa terhadap data

lapangan berupa data primer ataupun dengan data sekunder, analisa peta

topografi, peta citra satelit diatas maka sesar yang bekerja pada daerah penelitian

adalah sesar geser yang berarah berarah utara timur laut –barat daya. Adapun

penciri keberadaan struktur sesar ini yaitu :

- zona hancuran

- Kekar dijumpai pada litologi andesit

- Gawir sesar pada litologi andesit dengan bidang relatif tegak (80o)

- penjajaran mataair panas

Sesar geser ini diberi nama sesuai dengan geografis daerah yang dilalui

sesar ini, maka nama sesar ini yaitu sesar geser Makula. Penentuan umur sesar ini

ditentukan dengan umur batuan termudah yang di laluinya yaitu andesit. Umur

batuan andesit pada daerah penelitian berumur Miosen-Pliosen. Maka umur sesar

geser Makula yaitu Setalah Miosen –Pliosen.

Berdasarkan data-data dan pengamatan lapangan dari sumber mataair

panas daerah penelitian maka dapat diketahui bahwa struktur sesar yang

mengontrol pemunculan mataair panas daerah penelitian adalah sesar geser yang

dicerminkan oleh pelurusan topografi, gawir sesar (Foto 4.5), dan penjajaran

41

mataair panas. Proses pemunculan mataair panas ini bermula dari struktur sesar

kemudian memotong tubuh magma atau stock yang berperan sebagai batuan

pemanas sehingga menghasilkan rekahan-rekahan. Kemudian melalui rekahan-

rekahan tersebut memunculkan air panas di permukaan sebagai matair panas pada

daerah penelitian.

Foto 4.5 Kenampakan Gawir sesar yang dijumpai pada daerahpenelitian pada stasiun 3 arah foto relatif ke arah Barat

4.2. Karakteristik Panas Bumi Daerah Penelitian

Penentuan karakteristik panas bumi pada daerah penelitian ditentukan

berdasarkan beberapa parameter. Dalam studi karakteristik sistem panas bumi

mengacu pada pemahaman karakter-karakter sumber panas bumi itu sendiri,

dalam hal ini pemahaman mengenai sumber panas bumi pada daerah penelitian

yaitu panas bumi yang ada di daerah Wala berdasarkan karakteristik dari mataair

42

panas makula sebagai sumber manifestasinya. Bagian yang terpenting dalam

sistem panas bumi ini adalah:

- Manifestasi panas bumi

- Kondisi hidrologi

- Dapur magma sebagai sumber panas bumi

- Reservoir

- Umur ( life time) sumber panas bumi

4.2.1. Manifestasi Panas Bumi Daerah Penelitian

Manifestasi panas bumi pada daerah penelitian berupa pemunculan

mataair panas yang berada pada daerah Wala. Mataair panas ini terdapat di

sepanjang zona sesar yang muncul pada litologi andesit. Lokasi ini dijangkau

dengan roda empat maupun dengan roda dua dari kota Makale dengan jarak

tempuh ± 18 km. Kemudian berjalan kaki ± 50 meter dari jalan raya ke titik

mataair panas. Di sekitar lokasi mataair panas kondisi tanah lembab dan

tumbuhan tumbuh dengan baik . Air panas yang keluar dari mataiar panas ini

semuanya mengalir ke anak sungai Makula.

Pada lokasi ini dijumpai empat (4) mataair panas yang temperaturnya

berbeda pada kondisi cuaca yang cerah dengan suhu udara sekitar daerah

penelitian 27oC-28oC yaitu :

Mataair Panas I

Mataair panas ini dijumpai di sebelah barat jalan raya pada daerah Wala

(lihat peta pengamatan) dengan suhu 41,5o C yang dijadikan aliran air hangat

ke rumah penduduk, pH 8,5 dan debit airnya yaitu 1 lt/dtk. (Foto 4.6)

43

Matair Panas II

Mataair panas ini dijumpai pada jarak sekitar 120 meter dari Mataair I ke

arah selatan. Suhu air panas 41oC ,pH 8 dengan debit airnya yaitu 1 lt/dtk.

Mataair panas ini dijadikan sebagai sumber dari kolam permandian umum

dan tempat wisata (Foto 4.7)

Foto 4.6 Mataair panas pada stasiun 1/Mataair panas Makula I,difoto relatif ke arah Barat N 280oE.

Foto 4.7 Pemanfaatan Mataair panas pada stasiun 2/Mataairpanas Makula II, difoto relatif ke arah Timur N105oE.

44

Mataair Panas III

Mataair panas ini dijumpai pada jarak 100 meter dari Mataair II kearah

selatan, tepat berada pada anak sungai makula. Suhu air panas yaitu 37oC

dengan pH 8,5 dengan debit airnya yaitu 1 lt/dtk. Yang dijadikan sebagai

sumber kolam pemandian (Foto 4.8)

Foto 4.8 Mataair panas pada stasiun 3/Mataair panasMakula III, sebelah Selatan-Barat Daya stasiun II,dengan arah foto N 295oE.

Mataair Panas IV

Mataair panas ini dijumpai pada jarak 250 meter dari Mataair III kearah

Selatan- Barat Daya, tepat berada pada daerah persawahan, dekat anak sungai

Makula. Suhu air panas yaitu 33oC dengan pH 8 dengan debit airnya yaitu 0,5

lt/dtk. Yang dijadikan sebagai sumber pengairan sawah (Foto 4.8)

Dari keempat mataair panas mengeluarkan bau sulfur, hal ini

mengindikasikan bahwa mataair di daerah penelitian merupakan mataair yang

muncul ke permukaan dari aktivitas vulkanisme dengan kontrol struktur.

45

Foto 4.9 Mataair panas pada stasiun 4/Mataair panasMakula IV, sebelah Selatan-Barat Daya stasiunIII, arah foto N 165oE

Adapun ciri fisik dan kimia dari ke-4 mataair panas daerah penelitian yaitu :

Tabel 4.1 Ciri fisik dan kimia mataair panas daerah penelitian

4.2.2. Geokimia Mataair Panas Pada Daerah Penelitian

Analisa Geokimia sangat membantu dalam mendapatkan informasi

mengenai kondisi daripada reservoir dalam penentuan karakteristik panas bumi

pada daerah penelitian. Pembahasan mengenai analisis geokimia mataair panas

pada daerah penelitian yang terdiri dari 3 (tiga) mataair dari 4 (empat) mataair

No ParameterMataair

I II III IV

1 Warna Jernih Jernih Jernih Jernih

2 Bau Sulfur Sulfur Sulfur Sulfur

3 Rasa Masam Masam Masam Masam

4 Suhu 41,5oC 41oC 37oC 33oC

5 pH 8,5 8 8,5 8

46

pada daerah penelitian, meliputi penentuan tipe mataair panas, perkiraan

temperatur bawah permukaan mataair panas menggunakan geothermometer,

dimana penentuannya ditentukan dari kandungan unsur-unsur kimia dari sampel

mataair panas. Berikut hasil analisa geokimia air panas daerah penelitian.

Tabel 4.2 Hasil analisis laboratorium kandungan unsur-unsur mataair panasdaerah Penelitian.

No. Parameter SatuanStasiun /Mataair

I II III1 Natrum (Na) ppm 83.42 83.47 83.402 Kalium (K) ppm 1.50 1.44 1.223 Amoniak (NH3) ppm 0.002 0.003 0.0044 Sulfat (SO4) ppm 22.54 31.71 34.655 Bikarbonat (HCO3

-) ppm 0.018 0.018 0.0146 Kalsium (Ca) ppm 28.03 26.03 28.037 Magnesium (Mg) ppm 2.002 4.004 2.0028 Khlorida (Cl-) ppm 117.15 108.28 113.60

Pada proses geokimia mataair panas daerah penelitian, diketahui adanya

perpindahan panas disertai reaksi kimia dari dapur magma sebagi sumber panas

dengan media yang dilalui (reservoir dan batuan penutup) oleh panas hingga

sampai ke permukaan. Indikasi adanya perpindahan panas dan reaksi kimia

tersebut, dapat diketahui dari kandungan kadar parameter (Ca, Mg, K, Na, Cl,

NH3, SO4 dan HCO3) yang relatif tidak konstan pada sampel air panas (Tabel 4.2)

untuk ketiga (3) mata air .

4.2.2.1. Penentuan Tipe Mataair Panas Pada Daerah Penelitian

Dalam penentuan tipe air panas berdasarkan analisa geokimia mataair

panas daerah penelitian menggunakan klasifikasi diagram Trilinier (Back, 1966

47

dalam Kusumayudha, 2005) berdasarkan kandungan relatif anion klorida, sulfat

dan bikarbonat.

Jumlah kandungan ion-ion tersebut dinyatakan dalam satuan meq/L

(miliequvalent per liter), sehingga harus dikonversi dari ppm menjadi meq/L.

Meq/L = ppm/BE

BE = Mr Senyawa/Valensi

St 1/ Mataair Panas Makula I

Diketahui :

HCO3- = 0.018 mg/L = 0.000295 Meq/L

SO42- = 22.54 mg/L = 0.469583 Meq/L

Cl- = 117.15 mg/L = 3.3 Meq/L

Total kadar = HCO3- + SO4

2- + Cl- = 3.769878 Meq/L

Sehingga diperoleh persentase dari setiap anion tersebut di atas adalah :

% Anion HCO3- = (0.018 /3.769878) x 100 % = 0.012884 %

Senyawa PenyusunHCO3 SO4 Cl

H C O S O ClJumlah Atom 1 1 3 1 4 1Massa Atom (Ar) 1 12 16 32 16 35.5Jumlah Massa Atom 1 12 48 32 64 35.5Mr 61 96 35.5Valensi setiap senyawa 1 2 1

Berat Equvalen (BE) 61 48 35.5

Kadar (ppm) 0.018 22.54 117.15Meq/L 0.000295 0.469583 3.3Jumlah kadar (Meq/L) 3.769878Persentase / senyawa 0.012884 16.133650 83.853466

Tabel 4.3 Perhitungan jumlah kadar ion klorida, sulfat dan bikarbonat darippm ke meq/L pada mataair I.

48

% Anion SO42- = (0.469583/3.769878) x 100 % = 16.133650 %

% Anion Cl- = (3.3/3.769878) x 100 % = 83.853466 %

St 2/ Mataair Panas Makula II

Diketahui :

HCO3- = 0.018 ppm = 0.000295 meq/L

SO42- = 31.71 ppm = 0.660625 meq/L

Cl- = 108.28 ppm = 3.050141 meq/L

Total kadar = HCO3- + SO4

2- + Cl- = 3.711061 meq/L

Sehingga diperoleh persentase dari setiap anion tersebut di atas adalah :

% Anion HCO3- = (0.000295/3.711061) x 100 % = 0.012856 %

% Anion SO42- = (0.660625/3.711061) x 100 % = 22.648706 %

% Anion Cl- = (3.050141/3.711061) x 100 % = 77.338438 %

Senyawa PenyusunHCO3 SO4 Cl

H C O S O ClJumlah Atom 1 1 3 1 4 1Massa Atom (Ar) 1 12 16 32 16 35.5Jumlah Massa Atom 1 12 48 32 64 35.5Mr 61 96 35.5Valensi setiap senyawa 1 2 1

Berat Equvalen (BE) 61 48 35.5

Kadar (ppm) 0.018 31.71 108.28Meq/L 0.000295 0.660625 3.050141Jumlah kadar (Meq/L) 3.711061Persentase / senyawa 0.012856 22.648706 77.338438

Tabel 4.4 Perhitungan jumlah kadar ion klorida, sulfat dan bikarbonat darippm ke meq/L pada mataair II.

49

St 3/ Mataair Panas Makula III

Diketahui :

HCO3- = 0.014 ppm = 0.00023 meq/L

SO42- = 34.65 ppm = 0.721875 meq/L

Cl- = 113.60 ppm = 3.2 meq/L

Total kadar = HCO3- + SO4

2- + Cl- = 3.922105 meq/L

Sehingga diperoleh persentase dari setiap anion tersebut di atas adalah :

% Anion HCO3- = (0.00023/3.922105) x 100 % = 0.009443 %

% Anion SO42- = (0.721875 /3.922105) x 100 % = 23.370474%

% Anion Cl- = (3.2 /3.922105) x 100 % = 76.620083 %

Senyawa PenyusunHCO3 SO4 Cl

H C O S O ClJumlah Atom 1 1 3 1 4 1Massa Atom (Ar) 1 12 16 32 16 35.5Jumlah Massa Atom 1 12 48 32 64 35.5Mr 61 96 35.5Valensi setiap senyawa 1 2 1

Berat Equvalen (BE) 61 48 35.5

Kadar (ppm) 0.014 34.65 113.60Meq/L 0.00023 0.721875 3.2Jumlah kadar ( Meq/L ) 3.922105Persentase / senyawa 0.009443 23,370474 76.620083

No ParameterMataair(Mt)

I II III1 % Cl 83.853466 % 77.338438 % 76.620083 %2 % SO4 16.133650 % 22.648706 % 23.370474 %3 % HCO3 0.012884 % 0.012856 % 0.009443 %Tipe mataair panas Klorida Klorida Klorida

Tabel 4.5 Perhitungan jumlah kadar ion klorida, sulfat dan bikarbonat darippm ke meq/L pada mataair III.

Tabel 4.6 Hasil perhitungan persentase kadar ion klorida, sulfat dan bikarbonat.

50

Berdasarkan nilai persentase kandungan ion pada sampel air panas yang

telah dianalisis kandungan unsur-unsur kimianya terutama kandungan anion

Bikarbonat (HCO3-), Clorida ( Cl- ), dan Sulfat (SO4

2-), maka dapat di tentukan

bahwa dari ketiga mataair panas makula termasuk dalam tipe klorida. Hal ini

ditandai dengan cukup tingginya kandungan ion Clorida dalam air panas

dibandingkan dengan konsentrasi bikarbonat dan sulfat, serta pH yang relatif basa

(berkisar pH 8- 8,5), walaupun pada temperatur rendah (dipermukaan 41,5oC)

yang memungkinkan berhubungan dengan deep water namun faktor lain sangat

dipertimbangkan. Hal ini menunjukkan bahwa tipe mataair panas ini terbentuk

karna adanya kontak batuan sedimen dengan fluida panas yang mengalir ke

permukaan kemudian akan mengalami pelepasan panas dan penurunan temperatur

Gambar 4.2 Diagram Trilinier untuk penentuan tipe mataair panasberdasarkan kandungan ion klorida, sulfat danbikarbonat (Back, 1988 dalam Kusumayudha, 2005).

St 3/Mataair III

St 1/Mataair I

St 2/Mataair II

51

sehingga sebagian konsentrasi yang bersifat asam akan terendapkan dan

konsentrasi yang bersifat basa terencerkan dan mengalami peningkatan sehingga

pH yang sampai di permukaan relatif sedikit basa.

Tipe klorida ini dapat diinterpretasikan bahwa percampuran air panas di

daerah Wala bukanlah air permukaan biasa, akan tetapi air yang mengandung

garam klorida sehingga kemungkinan air tersebut berasal atau melalui reservoir

batuan sedimen berupa pecahan fosil-fosil koral, kulit kerang atau sisa-sisa air laut

yang tersimpan atau terjebak di dalam batuan sedimen. Dari tiga mataair yang di

analisa menunjukkan adanya perbedaan persentase unsur-unsur seperti klorida, hal

ini dikarnakan adanya persentase batuan yang mengandung klorida berbeda.

Berdasarkan tipe pH yang sedikit basa dapat dijelaskan bahwa tipe pH ini

disebabkan oleh batuan disekitar daerah penelitian berupa andesit yang bersifat

intermediet dengan sifat-sifat batuan yang berasal dari batuan basal yang bersifat

basa, disamping itu reservoir yang dilalaui air panas di daerah penelitian berupa

batuan sedimen yang memungkinkan pH relatif basa.

4.2.2.2. Temperatur Bawah Permukaan Mataair Panas Daerah Penelitian

Perhitungan temperature bawah permukaan daerah penelitian dilakukan

dengan menggunakan geothermometer Na - K dan Na - K – Mg yaitu sebagai

berikut :

4.2.2.2.1. Geothermometer Na – K

Perhitungan suhu atau temperature bawah permukaan dilakukan

berdasarkan perhitungan geothermometer Na – K sebagai berikut :

52

St 1 / Mataair I

toC = 750.1/log

1390

KNa- 273

toC = 750.150.1/42.83log

1390

- 273

toC = 750.1745179.1

1390

- 273

toC = 124.69 oC

St 2/ Mataair II

toC = 750.1/log

1390

KNa- 273

toC = 750.144.1/47.83log

1390

- 273

toC = 750.1763168.1

1390

- 273

toC = 122.65 oC

St 3/ Mataair III

toC = 750.1/log

1390

KNa- 273

toC = 750.122.1/4.83log

1390

- 273

toC = 750.1834806.1

1390

- 273

toC = 114.75 oC

Tabel 4.7 Hasil perhitungan suhu bawah permukaan daerah penelitian.

Suhu Bawah permukaan(ToC)

St / MataairI II III

124.69 122.65 114.75

53

4.2.2.2.2. Geothermometer Na – K – Mg

Perkiraan temperature bawah permukaan juga dipengaruhi oleh persentase

unsur Na – K – Mg, yang dapat dihitung melalui perbandingan nilai setiap unsur

dengan jumlah total keseluruhan unsur :

St 1/ Mataair I

Na/1000 + K/100 + Mg = (83.42/1000 + 1.5/100 + 002.2 )

= (0.08342 + 0.0015+ 1.414921)

= 1.499841 ppm

% Na/1000 = (0.08342 /1.499841) x 100 %

= 5.561925 %

% K/100 = (0.0015/1.414921) x 100 %

= 0.0100011 %

% Mg = (1.414921/1.499841) x 100%

= 94.33806 %

St 2/ Mataair II

Na/1000 + K/100 + Mg = (83.47/1000 + 1.44/100 + 004.4 )

= (0.08347 + 0.00144 + 2.00100)

= 2.08591 ppm

% Na/1000 = (0.08347 /2.08591) x 100 %

= 4.00161 %

% K/100 = (0.00144/2.08591) x 100 %

= 0.069034 %

54

% Mg = (2.00100/2.08591) x 100 %

= 95.92935 %

St 3/ Mataair III

Na/1000 + K/100 + Mg = (83.4/1000 + 1.22/100 + 002.2 )

= (0.0834+ 0.00122+ 1.414921)

= 1.499541 ppm

% Na/1000 = (0.0834/1.499541) x 100 %

= 5.56170 %

% K/100 = (0.00122/1.499541) x 100 %

= 0.08136 %

% Mg = (1.414921/1.499541) x 100 %

= 94.35694 %

Tabel 4.8 Hasil perhitungan penetuan suhu bawah permukaan berdasarkangeotermometer Na – K - Mg

No ParameterStasiun/Mataair

I II III

1 % Na/1000 5.561925 % 4.00161 % 5.56170 %

2 % K/100 0.010001% 0.069034 % 0.08136%

3 % Mg 94.33806 % 95.92935 % 94.35694 %Partial

equilibriumPartial

equilibriumPartial

equilibrium

55

Perkiraan temperatur bawah permukaan dengan menggunakan

geothermometer Na – K pada daerah penelitian pada Mataair panas Makula I,

Matair panas Makula II dan Mataair panas Makula III (Tabel 4.7) adalah

124.69oC, 122.65oC dan 114.75oC.

Berdasarkan hasil ploting nilai-nilai kandungan unsur kimia pada diagram

segitiga Na – K – Mg (Gambar 4.3) dapat diketahui bahwa mataair panas pada

daerah penelitian yaitu mataair panas makula termasuk dalam partial equlibrium,

menunjukkan bahwa telah terjadi interaksi batuan dengan fluida panas sebelum ke

permukaan sehingga temperatur dari air panas ini tergolong sebagai sumber panas

bumi bertemperatur rendah dengan pH relatif basa. Mataair yang muncul di

permukaan sudah mulai mendapat pengaruh air permukan sehingga suhu berbeda.

Gambar 4.3 Diagram Ternary untuk penentuan suhu bawahpermukaan (Giggenbach, 1980 dalam Nicholson,1993).

St 1/ Mataair I

St 2/ Mataair II

St 3/ Mataair III

56

4.2.3. Reservoir Panas Bumi Pada Daerah Penelitian

Pentuan reservoir pada daerah penelitian dapat ditentukan berdasarkan

kandungan unsur-unsur dari air panas daerah penelitian. Berdasarkan kandungan

relatif Cl, HCO3-, dan SO4

2-, pada (Gambar 4.2) menunjukkan, bahwa air panas di

daerah penelitian mengandung Cl yang relatif sangat tinggi dibanding unsur

HCO3-, dan SO4

2. Hal ini menunjukkan, bahwa air panas di Makula dan

sekitarnya berasal dari aktivitas volkanomagmatik.

Perhitungan geotermometer Na-K dilakukan untuk mengetahui temperatur

reservoar panasbumi di bawah permukaan. Geotermometer ini sangat baik

digunakan untuk air panas yang telah mengalami waktu residensi atau interaksi

dengan batuan sekitar yang lama. Geotermometer ini, tidak seperti geotermometer

silika, tidak terpengaruh oleh pencampuran atau uap yang hilang. Berdasarkan

sebaran mataair panas dan nilai temperatur reservoar yang ditunjukkan oleh

geotermometer unsur-unsur terlarut, dapat disimpulkan bahwa reservoar

panasbumi di daerah penelitian yaitu yangmenyuplai air panas Makula I, air panas

Makula II dan air panas Makula III mempunyai temperatur sekitar 124.69oC,

122.65oC dan 114.75oC. Semakin ke arah utara, temperatur reservoar diduga

semakin tinggi Sedangkan semakin ke selatan daerah penelitian,temperatur

reservoar air panas semakin kecil. Ketiga matair panas makula ini bertipeklorida

yang merupakan keluaran langsung secara vertikal (upflow) air reservoar.

Reservoir mataair panas pada daerah penelitian termasuk dalam entalpi

rendah, dimana mempunyai batas suhu <125oC, sehingga termasuk dalam panas

bumi bertemperatur rendah.

57

4.2.4. Dapur Magma dan Gradien Geothermal Daerah Penelitian

Seperti diketahi bahwa dapur magma sebagai sumber panas di bawah

permukaan panas bumi, tanpa dapur magma panas bumi mustahil akan ada dan

muncul dipermukaan. Salah satu yang sangat terpenting adalah letak dapur

magma di bawah permukaan dan kedalaman dapur magma tersebut. Di daerah

penelitian ukuran dapur magma berhubungan erat dengan kegiatan vulkanisme.

Dalam perjalanan ke permukaan magma mengalami diferensiasi dan berevolusi

menghasilkan susunan kimia yang berbeda sesuai kedalaman sehingga persentase

dari unsur-unsur air panas pada daerah penelitian akan berbeda-beda pada masing-

masing sumber air panas. Di daerah penelitian tidak dijumpai adanya uap karna

tidak ada kontak dengan udara, karna air panas keluar ke permukaan bumi melalui

celah atau rekahan batuan akibat struktur.

Kedalaman dapur magma pada daerah penelitian dapat dihitung dengan

perbandingan dari suhu permukaan dengan suhu bawah permukaan dari hasil

analisis geothermometer. Dengan asumsi bahwa di daerah penelitian merupakan

jalur vulkanik-magmatik, dimana tiap penurunan 100 meter atau setiap kedalaman

bertambah 100 meter temperatur naik sekitar 2,5oC sampai dengan 3oC. Suhu

permukaan air panas pada daerah penelitian yaitu 41,5oC dengan suhu bawah

permukaan sekitar 124.69oC sehingga gradien geothermalnya atau kedalaman

sekitar 3,71 km dari permukaan. Pada suhu 41oC dengan suhu bawah permukaan

122.65oC gradien geothermalnya sekitar 3,66 km dari permukaan dan pada suhu

37oC pada permukaan dengan suhu bawah permukaan 114.75oC sehingga gardien

geothermalnya sekitar 3,53 km.

58

4.2.5. Umur Sumber Panas Bumi

Walaupun sistem panas bumi menghasilkan sumber daya energi yang

selalu terbarukan, tidak berarti akan berumur tanpa batas, dengan demikian harus

ada upaya untuk mengetahui umur (lifetime) kegiatan suatu sumber panas bumi.

Penentuan umur secara tidak langsung dari suatu sistem panas bumi aktif.

Penentuan umur dengan cara ini dilakukan melalui studi banding umur relatif

batuan pada daerah penelitian dengan hasil proses hidrotermal terhadap umur

batuan reservoir sehingga umur dari kegiatan panas bumi ini dapat diketau secara

tidak langsung.

Pentuan umur ini dilakukan melalui studi tentang peran bukaan struktur

dalam proses hidrotermal, penutupan bukaan-bukaan struktur dan pembentukan

kembali bukaan/rekahan. Serta umur dari batuan penutup dan umur struktur.

Sehingga perkiraan umur dari panas bumi pada daerah penelitian adalah Miosen

Pliosen.

4.3. Model Sistem Panas Bumi Pada Daerah Penelitian

Sistem panasbumi adalah energi yang tersimpan dalam bentuk air panas

atau uap pada kondisi geologi tertentu.

Sistem panasbumi terbentuk sebagai hasil perpindahan panas dari sumber

panas di sekelilingnya yang terjadi secara konduksi dan secara konveksi.

Perpindahan panas secara konduksi terjadi melalui batuan, sedangkan

perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya kontak antara air dengan

suatu sumber panas (Gambar 4.4)

59

Syarat penting sistem panas bumi adalah adanya sumber panas yang

sangat luas, adanya reservoar untuk mengumpulkan panas, adanya penghalang

untuk menjaga panas yang telah terkumpul.

Pada daerah penelitian yang menjadi batuan non permiabel atau batuan

penutup yaitu batuan andesit. Karena adanya proses struktur yang bekerja pada

daerah penelitian menyebabkan panas bumi yang berada di bawah bumi muncul

ke permukaan sebagai manifestasi panas bumi berupa mataair panas.

4.4. Pemanfaatan Panas Bumi Pada Daerah Penelitian

Dalam rangka optimalisasi sumber daya panasbumi, pemanfaatan

panasbumi untuk penggunaan secara langsung dapat di kembangkan seiring

dengan pengembangan panas bumi sebagai alternatif untuk listrik. Suatu sumber

Gambar 4.4 Model Panas Bumi Pada daerah penelitian ( disesuaikandari http://assidiqichywt.blogspot.com/2010/04/energi-panas-bumi.html

Batuan penutup

Batuan sarang

Batuan pemanas

60

air panas dapat diketahui pemanfaatannya dengan melihat ciri fisik, melakukan

analisa kimia terhadap nilai dari pada pH dan temperatur air panas.

Berdasarkan hasil analisis data lapangan dan kimia yang dilakukan

terhadap sampel air panas pada daerah penelitian diketahui bahwa suhu air panas

di permukaan yaitu antara 33oC – 41,5oC dengan pH 8 – 8,5 dan berdasarkan

perhitungan geothermometer menunjukkkan temperatur bawah permukaan

reservoirnya yaitu 124,69oC - 114,75oC, termasuk dalam jenis reservoir entalphi

rendah dengan suhu < 125oC dan termasuk sebagai sumber panas bumi

bertemperatur rendah. Sehingga daerah penelitian tidak prospek untuk

dikembangkan sebagai sumber energi listrik , mengingat batas temperatur untuk

energi listrik yaitu > 180oC, dengan demikian pemanfaatannya lebih ditekankan

pada pemanfaatan lainnya seperti pengembangan sebagai objek wisata berupa

permandian air panas yang mengacu pada klasifikasi kegunaan mataair panas

dengan batas suhu antara 30oC - 50oC (Standar Nasional Indonesia (SNI), 2004).

Berdasarkan analisa baku mutu air dari air panas daerah penelitian maka

dapat di dijelaskan bahwa mataair panas daerah penelitian dapat dijadikan sebagai

sumber bahan baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga

dengan persyratan beberapa unsur seperti Natrium (Na) < 200 ppm, Sulfat (SO4)

< 400 ppm, Klorida (Cl-) < 600 ppm, Amoniak (NH3) < 0,5 ppm. Unsur- unsur

yang bermanfaat untuk kesehatan yaitu sulfur untuk kulit, Klorida untuk

keseimbanagan asam basa dalam tubuh dan keringat, Natrium untuk

keseimbangan cairan dalam tubuh dan kontraksi otot , Kalium untuk

keseimbangan asam basa dalam tubuh.

61

Manfaat lain dari mataair panas daerah penelitian yaitu

- Melegakan otot-otot yang kaku dengan cara berendam dalam air panas

- Bisa dimanfaatkan untuk spa

- Untuk pengobatan kulit

Pada pemanfaatan mataair panas sebagai tempat permandian (Foto 4.7),

terdiri dari dua kolam pemandian. Pada kolam pertama pada stasiun 2 dengan

ukuran sekitar 10 m x 6m dapat menampung pengunjung maksimum 35 orang,

pada kolam kedua dengan ukuran sekitar 8m x 6m dapat menampung pengunjung

maksimal 30 orang. Jumlah pengunjung di mataair panas daerah penelitian setiap

bulan minimal 200 orang dengan rincian minimal 50 orang tiap hari libur (hari

minggu).

Standar acuan secara ilmiah untuk kolam renang air panas yaitu sangat

tergantung pada unsur-unsur yang terkandung dalam air panas, dimana tidak

melebihi ambang batas maksimum dengan debit minimal 0,5 liter/detik. Unsur –

unsur yang terkandung di dalamnya sesuai dengan standar kesehatan.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dilapangan dan analisis geokimia air panas

daerah penelitian, maka laporan mengenai studi karakteristik panas bumi daerah

penelitian secara umum adalah sebagai berikut:

1. Manifestasi panas bumi pada daerah penelitian terdiri dari (4) mataair

panas yang terdapat pada daerah Wala, dengan ciri fisik matair panas

berwarna jernih, berbau sulfur, rasa masam, suhu 41,5 oC - 33 oC ,

dengan pH 8 - 8,5

2. Karakteristik panas bumi pada daerah penelitian:

- geokimia mataair panas pada daerah penelitian termasuk dalam tipe air

klorida.

- Temperatur bawah permukaan dari reservoir pada daerah penelitian

berdasarkan diagram Na – K adalah 124.69oC, 122.65oC dan 114.75oC..

Dari diagram Ternary mataair panas daerah penelitian termasuk dalam

partial equlibrium.

- Reservoir mataair panas pada daerah penelitian termasuk dalam entalpi

rendah, dimana mempunyai batas suhu <125oC.

- Gradien geothermal daerah penelitian sekitar 3,3276 km dari

permukaan sampai sekitar 3,11 km.

63

- Perkiraan umur dari panas bumi pada daerah penelitian adalah Miosen

Pliosen

- Pemanfaatan panas bumi lebih ditekankan pada pemanfaatan kolam

permandian dan pengembangan sebagai objek wisata ( Foto 4.7 ).

5.2. Saran

Dari hasil penelitian yang telah saya lakukan pada Mataair panas Makula

daerah Wala Kecamatan Sangalla Selatan Kabupaten Tana Toraja Provinsi

Sulawesi Selatan , maka saran yang dapat saya berikan, yaitu :

- Untuk penelitian selanjutnya, sebaiknya dilakukan penelitian

identifikasi untuk mengetahui potensi dari reservoir yang dapat

memberikan manfaat bagi masyarakat secara berkelanjutan.

- Dalam rangka pengembangan parawisata, perlu adanya pemeliharaan

akses jalan menuju sumber mataair panas Makula di daerah Wala

guna meningkatkan jumlah pengunjung dan secara otomatis akan

menambah pendapatan daerah.