Sistem panas bumi daerah Candi Umbul-Telomoyo, Jawa Tengah merupakan salah satulapangan panas bumi di Indonesia yang terbentuk pada lingkungan magma basaltik. Fluidapanas satu fasa bertemperatur tinggi terbentuk pada zona resevoir yang memiliki permeabilitastinggi sebagai fasa cair. Fluida ini dapat tersimpan dengan baik di reservoir dikarenakan ditutupilapisan penudung berupa batuan ubahan yang bersifat kedap air. Zona dari sistempanasbumi Telomoyoterbentukdi dalamkalderakomplekTelomoyo, sedangkanzonaterbentuk di daerah sekitar manifestasi Candi Dukuh, Candi Umbul dan Pakis Dadu.Karakteristik sistempanas bumi daerah Candi Umbul-Telomoyo menunjukkan bahwa daerah inipotensial untuk dikembangkan.Kata kunci : sistempanas bumi, sumber panas, reservoir, batuan penudung, fluida panas.upflowoutflowSISTEM PANAS BUMI DAERAH CANDI UMBUL-TELOMOYOBERDASARKAN KAJIAN GEOLOGI DAN GEOKIMIAOleh:Dudi Hermawan, Sri Widodo, Eddy MulyadiPusat Sumber Daya GeologiJl. Soekarno Hatta No. 444 BandungSARICandi Umbul-Telomoyogeothermal system is one of the Indonesia geothermal field thatformed in basaltic magma environment. Single phase high temperature thermal fluids formed inthe resevoir zone that has a high permeability as liquid phase. This fluid can be stored in thereservoir due to the covering of alteration as cap rocks. Upflow zones of Telomoyo geothermalsystemformed within the caldera of Telomoyo complex, while its outflowzone formed at aroundof the manifestations of Candi Dukuh, Candi Umbul, and Pakis Dadu. Characteristics of theCandi Umbul-Telomoyo geothermal systemindicate that this area is potentially developed.Keywords : geothermal system, heat sources, reservoir, cap rock, hot fluids.ABSTRACTMAKALAH ILMIAH1 Buletin Sumber Daya Geologi Volume Nomor - 201 7 1 2dansecarakonveksi. Perpindahanpanassecara konduksi terjadi melalui batuan,sedangkan perpindahan panas secarakonveksi terjadi karena adanya kontakantara air dengan suatu sumber panas.Kontak antara air meteorik denganpanas di kedalaman membentuk fluidapanas di reservoir. Reservoir merupakanbatuanyangmemiliki permeabilitastinggis e h i n g g a b i s a me n j a d i t e mp a tterakumulasinya fluida. Fluida panas ini tidakkel uar at au bocor ke per mukaandikarenakan ditutupi oleh batuan penudungyang merupakan batuan yang kedap air( ). Adanya struktur geologiberupa patahan yang memotong reservoir,menyebabkan fluida panas ini dapat keluarke permukaan berupa manifestasi panasimpermeableKeberadaansistempanasbumi padaumumnya berkaitan dengan magmatismeyang terbentuk di suatu daerah. Posisigeografis Indonesia yang terletak pada jalurgunung api ( ) merupakan wilayahyang memiliki suatu potensi panas bumi.Sistem panas bumi adalah energi yangtersimpan dalam bentuk air panas atau uappada kondisi geologi tertentu padakedalaman beberapa kilometer di dalamkerak bumi(Rybach, 1981). Sistem panasbumi ini merupakan gabungan dari beberapaunsur, yaitu : sumber panas ( ),reservoir, batuan penudung ( ), danfluida panas.Sistempanasbumi terbentuk sebagaihasil perpindahan panas dari sumber panasdi sekelilingnya yang terjadi secara konduksiring of fireheat sourcescap rockPENDAHULUAN2 Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7Nomor 1 - 2012MAKALAH ILMIAHmembentuk daerah kajian.Analisis data geokimia berupa kajiantentang karakteristik fluida panas bumi yangdiperoleh dari jenis manifestasi dankonsentrasi senyawa kimia terlarut yangterabsorpsi dalamfluida.Dari analisis-analisis tersebut, makadikompilasikandalamsuatumodel tentatifs i s t e m p a n a s b u mi y a n g b i s amenggambarkan proses pembentukansistem panas bumi di daerah Candi Umbul-Telomoyo.Makalah ini bersumber dari laporanPe r t a mi n a ( 1 9 8 8 - 1 9 9 3 ) b e r u p apengumpulandatageologi, geokimia, dangeofisika hingga pengeboran landaian suhuserta hasil survei terpadu panas bumi,PSDG, 2010 dan makalah Delineasi DaerahProspek Panas Bumi Berdasarkan AnalisisKelurusanCitraLandsat di Candi Umbul-Telomoyo, Provinsi Jawa Tengah (DudiHermawan, YuannoRezky, 2011), denganmelakukan pendekatan geosains dariteorikepanasbumian yang telah ada.Daerahpanasbumi Candi Umbul-TelomoyoterletakpadazonaPegununganSerayu Utara, dengan batuan tertua adalahbatuansedimenberumur MiosenTengahdengan mekanisme pengendapan turbiditdalam lingkungan neritik. Pada Kala PliosenAtas terjadi proses pengangkatan yangdiikuti oleh erupsi efusif Ungaran Tua padaKala Plistosen Awal yang menghasilkansatuan lava Ungaran-1. Selain itu di sebelahtenggara Ungaran terjadiaktivitas vulkanikTelomoyo-1 yang menghasilkan endapanlava dan piroklastik. Letusan besarTelomoyo-1 menyebabkan terjadinyaruntuhan ( ) dan menghasilkanstruktur kaldera yang diikuti oleh munculnyakembali aktivitas vulkanik post-kalderaTelomoyo-2 yang menghasilkan endapanlava dan piroklastik. Aktivitas vulkanik terusberlanjut hingga membentuk kerucutTelomoyo sekarang yang berkomposisiandesit-basaltik dan kerucut Andong. Faseakhi r akt i vi t as vul kani k Tel omoyodicerminkan oleh pembentukan kerucutskoria ( ). Saat itu di sebelah utara(Gunung Ungaran) dan sebelah selatan(Gunung Merbabu) juga terjadi aktivitasvukanikyangmenghasilkanendapanlavadan piroklastik. Endapan lahar dan aluviumGEOLOGI DANGEOKIMIAcollapsescoria conebumi (misalnya air panas).Suat u l apangan panas bumimempunyai karakteristik sistem panas bumidenganciri khastersendiri. Daerahpanasbumi Candi Umbul-Telomoyo merupakansalah satu lapangan panas bumi di Indonesiayang terbentuk pada suatu komplekgunungapi Kuarter yaitu komplek Telomoyo.Penelitian panas bumi lebih detail di daerahini sangat diperlukan untuk mengetahuipembentukansistempanasbumi, daerahprospek dan potensi energi panas bumi.Penelitian panas bumi di daerah ini telahdilakukan oleh Pertamina dari tahun 1988-1993 berupa pengumpulan data geologi,geokimia, dan geofisika hingga pengeboranlandaian suhu. Sedangkan pada tahun 2010,Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologijuga telah melakukan Survei TerpaduGeologi dan Geokimia serta SurveiMagnetotellurik di daerah ini. Hasil daripenelitian sebelumnya ini menunjukkanbahwadaerahpanasbumi Candi Umbul-Telomoyo ini memiliki karakteristik geosainsyang sangat menarik. Namun hasil penelitiansebelumnya ini belummembahas lebih detailmengenai unsur pembentukan sistempanas-bumi, sehingga pada makalah iniakandibahasberdasarkandatageosainsdaerah panas bumi Candi Umbul-Telomoyoyangmeliputi datageologi dangeokimia.Tujuannyaadalahuntuklebihmemahamilagi tentang karakteristik dan prosespembentukan sistem panas bumi daerah inisehingga diharapkan dapat dijadikan salahsatuacuandalamprosespengembanganselanjutnya.Metode yang digunakan dalammakalahini terdiri dari studi literatur dankajiandatasekunderberupaanalisisdatageologi dan data geokimia.Dalam studi literatur dikaji teori-teoridasar dari pembentukan sistem panas bumiuntuk mempelajari/mengumpulkan datayang relevan sebagai pembanding penulisanmakalah ini. Studi literatur menghasilkankerangka berpikir dan efisiensi pembahasanyang lebih terarah.Anal i si s dat a geol ogi adal ahmengkaji data geologi yang ada sepertistratigrafi, pola struktur geologi, batuanubahan, dengantujuanuntukmengetahuidan memahami tatanan geologi yangMETODOLOGIBuletin Sumber Daya Geologi Volume 7Nomor 1 - 2012MAKALAH ILMIAH3terbentuk di sepanjang pedataran dansungai-sungai besar (Gambar 1). Strukturgeologi yang berkembang terdiri dari strukturkaldera dan sesar-sesar normal berarahbaratdaya-timurlaut yang terbentuk akibataktivitas Gunung Telomoyo, serta sesar-sesar mendatar berarah relatif utara-selatandan baratlaut-tenggara yang merupakanstruktur regional dan sebagian sudah ditutupioleh produk batuan yang lebih muda (PSDG,2010).Daerahyangdiperkirakanmemilikikerapatan tinggi struktur geologi dandiperkirakan mempunyai zona permeabilitasyang tinggi terletak di bagian utara kerucutmuda Telomoyo yaitu dari lereng baratlautkerucut muda Telomoyo memanjang keutara-timurlaut sampai daerah Keningar danCandi Dukuh (Dudi Hermawan dan YuannoRezky, 2011).Manifestasi panas bumi di daerahCandi Umbul-Telomoyo terdiri dari mata airpanas yang tersebar di tiga lokasi yaitu mataair panas Candi Dukuh dengan temperaturberkisar antara 35-36 C, serta mata airpanas Candi Umbul dan Pakis Dadu dengantemperatur berkisar antara 35-36 C.Selain manifestasiberupa mata airpanas, di daerah ini ditemukan juga batuanubahanyangtersebar cukupluasdi tigalokasi yaitu di daerah Sepakung, Keningardan Kendal Duwur. Batuan ubahan ini terdiridari kelompok alunit-kaolinit dan minerallempung monmorilonit serta haloisitsehingga dapat dikelompokkan ke dalamtipe ubahan argilik-argilik lanjut.Fluida panas merupakan air tipeklorida-bikarbonat pada zonayang memberikan gambaran bahwakondisi air panas kemungkinan berasallangsung dari kedalaman, tetapi selamadal am pencapai an ke per mukaankemungkinan telah mengalami kontaminasiatau pengenceran oleh air permukaan yangcukup dominan.Berdasarkan data pengeboranlandaiansuhuyangdilakukanPertamina,dapat diketahui bahwabatuanpenyusunsumurtersebut sampai kedalaman502mterdiri dari breksi tufa, breksi andesit, andesitdan tufa yang telah mengalami ubahanhidrotermal denganintensitasubahan30-65% jenis argilitisasi sampai silisifikasi(Tabel 1). Nilai landaian suhu padapemboran di lokasi ini sekitar 10C/100 m.oooimmaturewaterGambar 1. Peta Geologi Daerah Panas Bumi Candi Umbul-Telomoyo(Modifikasi dari Peta Geologi Tim Survei Terpadu Panas Bumi, PSDG, 2010)SedimenVulkanik ungaranVulkanik TelomoyoVulkanik TelomoyoVulkanikAndongVulkanik MerbabuScoria ConeSedimenZona Kerapatantinggi strukturSumur BorLandaian SuhuTSH-01Mata air panasCandi Umbul-Pakis DaduT : 35,6 C,Tipe air klorida-bikarbonat0Batuan ubahanbertipeargilik-argilik lanjutMata air panas Candi DukuhT : 35,7 C,Tipe air bikarbonat0Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7Nomor 1 - 2012MAKALAH ILMIAH4Sumber panas yang membentuksistem panas bumi Candi Umbul Telomoyoadalah sisa panas dari magma padalingkungan magma basaltik yang berasosiasidengan aktivitas vulkanik termuda komplekTel omoyo. Magma basal ti k memi l i kiviskositas yang rendah, sehingga sifatfisiknya relatif lebih encer dibandingkandengan magma si l i si k, akan tetapidensitasnyalebihtinggi, yangdiakibatkantingginya konsentrasi mineral mafik (besi danmagnesium). Karenasifatnyayanglebihcair, magma ini cenderung mampu bergeraksampai ke permukaan melalui rekahan-rekahan membent uk kerucut mudaTelomoyo. Sedangkanmagmayangtidakberhasil menembus sampai permukaanterperangkapdi kedalamanyangdangkalmembentuk kantong-kantong magma.Akibat kontak dengan batuan sekitar,kantongmagmakehilanganpanassecarakondukt i f dan panas yang di l epasberinteraksi dengan air meteorik membentuksistempanas bumi.Fluida panas bumi di daerah iniberasal dari airpermukaan/meteorikyangmasukkebawahpermukaanmembentuksistem kantong fluida/reservoir melaluirekahan maupun ruang antar butiran.Interpolasi data pengukuran landaian suhumenunjukkanbahwatemperatur reservoirpada kedalaman 2.000 msekitar 230 Cyangtermasuk ke dalamkategori entalpi tinggi.Reservoir daerah ini merupakanzona yang tersusun oleh batuan yangmemiliki sifat sarang. Permeabilitasdihasilkan oleh karakteristik stratigrafi (misalporositas intergranular pada lapilli, ataulapisan bongkah-bongkah lava) dan unsurstruktur (misalnya sesar, kekar, danrekahan). Geometri reservoir hidrotermal didaerah vulkanik merupakan hasilinteraksiyang kompleks dari proses vulkano-tektonikaktif antara lain stratigrafi yang lebih tua danstruktur geologi. Resevoir yang membentuksistempanasbumi daerahCandi Umbul-Telomoyo terletak pada lingkungan batuanPEMBAHASANoTabel 1.Komposit log hasil pemboran landaian suhu sumur TSH-01 (Pertamina, 1993)Buletin Sumber Daya Geologi Volume 7Nomor 1 - 2012MAKALAH ILMIAH5vulkanik dan sedimen yang memilikipermeabilitas tinggi. Pada umumnya batuanvulkanik dan sedimen memiliki permeabilitasprimer yang kecil. Akan tetapi tingginyaintensitas struktur geologi yang berkembangmengakibatkanterbentuknyapermeabilitassekunder yang tinggi sehingga dapatmenyimpan fluida panas bumi yangpotensial.Batuanpenudungdi daerahCandiUmbul-Telomoyo terdapat pada batuanvulkanikyangtelahmengalami ubahandidalam kaldera letusan Telomoyo yangmerupakan bukti adanya interaksi fluidapanas bumi dengan batuan yang dilewatinyamelalui jalur-jalur rekahan. Batuan penudungini bersifat kedap atau memiliki permeabilitasrendah yang berfungsi sebagai penutupreservoir untuk mencegah keluar ataubocornya fluida panas bumi dari reservoir.Dengan t i dak di t emukannyamanifestasi panas bumi seperti fumarol, dantemperatur reservoir sekitar 230 Cpadakedalamanyangcukupdalam(2.000m),maka reservoir di daerah ini didugamerupakan reservoir satu fasa yaitu fasa air.B e r d a s a r k a n p e mu n c u l a nmanifestasi permukaan berupa batuanubahan di dalam kaldera komplek Telomoyo(daerahSepakung, Keningar, danKendalDuwur) dan jenis fluida yang mempengaruhiprosesubahan, makadiperkirakanbahwadaerah ini merupakan zonaSedangkan daerah Candi Dukuh, CandiUmbul dan Pakis Dadu tempat munculnyamata air panas sebagai zonaoupflow.outflow.MAKALAH ILMIAHGambar 2. Model tentatif sistem panas bumi Candi Umbul-TelomoyoKESIMPULANHasil kajian ini menunjukkan bahwasistem panas bumi Candi Umbul-Telomoyoterbentuk pada lingkungan magma basaltikyang berasosiasidengan aktivitas vulkanikterakhir KomplekTelomoyo. Fluidapanasbertemperatur tinggi terakumulasi direservoir membentuk sistem satu fasa yaitufasaair. Lapisanreservoirini ditutupi olehlapisanpenudungberupabatuanubahanyang kedap air yang juga tersingkap luas dipermukaan.Zona terbentuk di dalamkaldera komplek Telomoyo, sedangkandaerahsekitar menifestasi Candi Dukuh,Candi Umbul danPakisDadumerupakanzona dari sistem panas bumi CandiUmbul-Telomoyo.Dengankarakteristiksistempanasbumi seperti ini, daerah panas bumi CandiUmbul - Tel omoyo pot ensi al unt ukdi kembangkan, denganupflowoutflowBuletin Sumber Daya Geologi Volume 7Nomor 1 - 2012MAKALAH ILMIAH6mempertimbangkan peluang dan hambatanyang mungkin akan dihadapi (misalnyateknologi eksplorasi yang akan digunakan).Ucapan terima kasih kamiucapkankepada rekan-rekan yang telah memberikanmasukan, dan tim editor yang telahmengoreksidan memberikan saran dalampenyusunan makalah ini. Serta kepadadewan redaksi yang telah memberikankesempatan makalah ini sehingga dapatditerbitkan.UCAPANTERIMAKASIH-------------, 1988, LaporanSurveyHgdanCO daerahGunungTelomoyo, JawaTengah.1989, Geologi danAlterasi BatuanDaerahGunungTelomoyo, JawaTengah.1993, Laporan Akhir Pengumpulan Data Geologi, Geokimia, dan Geofisika sertaPengukuranLandaianSuhudi dalamSumur Dangkal di daerahTelomoyo-JawaTengah. Pertamina, JakartaRobert E.Thaden, dkk, 1975, Geologi Lembar Magelang dan Semarang, Pusat Penelitian danPengembangan Geologi.Rybach, L, 1981, Geothermal systems: conductive heat flow, geothermal anomalies.In:Rybach, L,and Muffler, L.J.P, (eds) Geothermal systems. Wiley, NewYork, 3-36Soengkono, S., Te Kopia geothermal system (New Zealand) - the relationship between itsstructure and extent, Geothermics 28 (1999a), page 767-784.Soengkono, S., Analysisof Digital TopographicDatafor ExplorationandAssessment ofGeothermal System, Proceeding 21st NewZealand Geothermal Workshop (1999b).Suryantini and Hendro Wibowo, Application of Fault and Fracture Density (FFD) Method forGeothermal Exploration in Non-Volcanic Geothermal System; a Case Study inSulawesi-Indonesia.Proceedings World Geothermal Congress 2010. Bali, Indonesia.TimSurvei TerpaduGeologi danGeokimia, 2010. LaporanSurvei TerpaduGeologi danGeokimia Daerah Panas Bumi Candi Umbul-Telomoyo, Provinsi Jawa Tengah, PusatSumber Daya Geologi, Bandung (unpublished report)2Pertamina, Jakarta-------------,Pertamina, Jakarta-------------,Hayashi, M., 1973. Hydrothermal alteration in the Otake geothermal area, Kyushu. J. JapanGeotherm. EnergyAssoc.Hermawan, D. dan Rezky, Y., 2011, Delineasi Daerah Prospek Panas BumiBerdasarkanAnalisis Kelurusan Citra Landsat di Candi Umbul-Telomoyo, Provinsi JawaTengah, Bul. Sumber Daya Geologi, Pusat Sumber Daya Geologi, BandungDAFTAR PUSTAKADiterima tanggal 11 Maret 2012Revisi tanggal 26 April 2012