Geologi dan Studi Karakteristik Ubahan Hidrothermal Batuan Reservoar Lapangan Panas Bumi Daerah Kamojang, Jawa Barat

Geologi dan Studi Karakteristik Ubahan Hidrothermal Batuan Reservoar Lapangan Panas Bumi Daerah Kamojang, Jawa Barat

Oleh :Imam Arief Kurniawan111.100.002UPN Veteran Yogyakarta2014

PendahuluanIndonesia secara geologi terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama, yaitu lempeng Eropa-Asia, India-Australia dan Pasifik yang berperan dalam proses pembentukan gunung api di Indonesia. Kondisi geologi ini memberikan kontribusi nyata akan ketersediaan energi panasbumi di Indonesia. Indonesia yangkaya akanwilayah gunung berapi, memiliki potensi panasbumi yang besar untuk dapat dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Rumusan MasalahSesuai dengan judul yang diajukan sebagai topik penelitian, maka permasalahan yang dijumpai dalam rencana penelitian ini adalah:

1.Bagaimana kondisi geologi daerah telitian ?2.Bagaimana karakterisitik alterasi hidrotermal daerah telitian?3.Bagaimana karakterisitik fluida berdasarkan hasil analisa manifestasi di daerahtelitian?4.Berasosiasi dengan batuan reservoir apakah pemunculan manifestasi panasbumiserta bagaimana arah alirannya ?5.Bagaimana karakteristik batuan reservoar daerah telitian ?

Maksud dan Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :1. Mengetahui kondisi geologi bawah permukaan pada daerah telitian, berdasarkan data cutting ataupun intibor pada masing-masing sumur penelitian2. Memperoleh hubungan mineral ubahan dengan suhu pembentukan3. Memperoleh hubungan mineral ubahan dengan fluida panas bumi4. Mengetahui karakteristik batuan reservoar secara detil, sebagai media akumulasi fluida panas bumi

Batasan MasalahHal hal yang akan dibahas pada penelitian Tugas Akhir ini meliputi :Memperoleh data-data manifestasi permukaan dan litologi penyusun yang ada di lapangan Panasbumi sehingga mahasiswa dapat mengetahui kualitas Panasbumi di lapangan tersebut, data data dapat berupa :

1. Jenis manifestasi yang ada di lapangan panasbumi 2. Temperatur pada permukaan manifestasi3. Sistem panasbumi di lapangan berdasarkan yang dilihat dari jenis fluidanya. Pengambilan sampel pada daerah telitian yang bertujuan untuk analisa agar menunjang data yang di dapat dari lapangan.4. Data core / cutting.5. Struktur yang terdapat pada wilayah telitian6. Data geologi daerah telitian

Tahapan dan Metodologi Penelitian Tahapan Persiapan - Berupa studi literatur peneliti terdahuluPengumpulan data- Sumber data:> Data core yang berfungsi untuk mengetahui sifat fisik batuan seperti tekstur maupun hal yang bersifat diskriptif lainnya> Data analisa kimia (manifestasi permukaan), petrografi (sayatan tipis), dan analisa XRD untuk mengetahui jenis mineral lempung> Data pemetaan detil ataupun semi detil yang diperoleh dari hasil lapangan

Teknik pengumpulan data- Peta topografi dan geologi regional daerah telitian- Hasil analisa laboratorium dari laboratorium terkait- Literatur penelitian terdahuluTahap Analisa dan Interpretasi Data- Analisa Struktur Geologi - Analisa Sayatan Tipis Petrografi- Analisa Geokimia Air dan fluida panasbumi- Analisa X Ray Difraction (XRD)Tahap penyusunan laporan- Peta Geologi dan Geomorfologi- Zona Alterasi Batuan- Korelasi bawah permukaan- Hasil Geokimia Fluida Panasbumi- Temperatur Daerah Panasbumi- Sistem panasbumi daerah telitian

Dasar TeoriPengertian PanasbumiPanasbumiadalah 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 Panasbumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. (Pasal 1 UU No.27 tahun 2003 tentang Panasbumi).

Sistem Panasbumi

Manifestasi Panasbumi1. Mata air panasDapat terbentuk dalam beberapa tingkatan mulai dari rembesan hingga menghasilkan air dan uap panas yang dapat dimanfaatkan secara langsung (pemanas ruangan / rumah pertanian atau air mandi) atau penggerak turbin listrik2. Sinter silikaBerasal dari fluida hidrotermal bersusunan alkalin dengan kandungan cukup silika diendapkan ketika fluida yang jenuh silika amorf mengalami pendinginan dari 100oC ke 50C. Endapan ini dapat digunakan sebagai indikator yang Intik bagi keberadaan reservoir bersuhu > 175oC.

3. TravertinAdalah jenis karbonat yang diendapkan di dekat atau permukaan, ketika air meteorik yang sedang bersirkulasi sepanjang bukaan struktur mengalami pemanasan oleh magma dan bereaksi dengan batuan karbonat. Biasanya terbentuk sebagai timbunan / gundukan di sekitar mata air panas bersuhu sekitar 30C-100C, dapat digunakan sebagai indikator suhu reservoir panasbumi berkapasitas energi kecil yang terlalu lemah untuk menggerakkan turbin listrik tetapi dapat dimanfaatkan secara langsung.4. Warm Ground Gas-gas dan uap airYang naik kepermukaan akan menaikkan suhu disekitar daerah termal area sehingga suhu didaerah ini akan Iebih tinggi daripada daerah disekitarnya dan juga lebih tinggi dari suhu udara didekat permukaan bumi yang kadang-kadang mencapai 30C- 40C.

5. Kawah dan endapan hidrotermalKedua 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 (kedalaman 400 m, suhu 230oC), ketika aliran uap tersebut terhambat oleh lapisan batuan tidak permeabel (caprock). Sedangkan endapan hidrotermal (jatuhan) dihasilkan oleh erupsi berkekuatan basaltik dari reservoir hidrotermal dangkal (kedalaman 200 m, suhu I95C), ketika transmisi tekanan uap panas melebihi tekanan litostatik karena tertutupnya bukaan-hukaan batuan yang dilaluinya.6. Steaming GroundUap air yang keluar dalam jumlah sedikit melalui pori dalam tanah atau batuan yang kenampakannya hanya berupa uap putih dan hangat dan tidak tidak terdengar bunyi dari tekanan uap yang tinggi seperti pada fumarol.7. Fumarol. Uap panas (vapour) yang keluar melalui celah-celah dalam batuan dan kemudian berubah menjadi uap air (steam), yang umumnya mengandung gas SO2 yang relatif tinggi serta gas CO2.8. Acid Hot SpringMata air panas dengan pH asam (pH < 6) yang terbentuk dari hasil kondensasi gas-gas magmatik dan uap panas (vapour) didekat permukaan bumi kemudian melarut dan bercampur dengan air meteorik dan kemudian keluar menjadi mata air dengan pH asam.

Contoh gambar manifestasi permukaan

Klasifikasi Potensi PanasbumiEnergi panasbumi dapat diklasifikasikan menjadi lima kategori yang terdiri dari energi bumi (earth energy), energi hidrotermal (hydrothermal energy), energi tekanan bumi (geopresurred energy), energi magma (magma energy) dan energi batuan panas dan kering (hot dry energy).(sistem hidrotermal mempunyai kriteria pori-pori batuan mengandung uap atau air atau kedua-duanya dan reservoir umumnya tidak terlalu jauh dari permukaan bumi, sehingga masih ekonomis untuk dilakukan eksploitasi)Berdasarkan pada air yang terkandung didalam cebakan sistem panasbumi dapat dibedakan menjadi :1. Panasbumi Dominan Uap, panasbumi ini didominasi oleh kandungan uap yang dihasilkan oleh air yang telah terpanasi, sehingga bila muncul di permukaan dalam keadaan kering pada suhu sekitar 200o C dan tekanan sekitar 8 bar.2. Panasbumi Dominan Air panas, pada sistem ini keberadaan air selalu bersirkulasi di dalam reservoir, bila terjebak di dalam sumur bor, air dapat mengalir secara alamiah atau dipompa. Tekanan berkisar sekitar 8 bar atau kurang. Kadang bercampur dengan padatan yang berupa silika, karbonat dan sulfat.3. Panasbumi Dua-Fasa, pada sistem ini panasbumi terdiri dari air dan uap dengan perbandingan yang bervariasi.

Temperatur reservoir panasbumi relatif tinggi, bisa mencapai 350oC. Menurut Hochstein, 1990, sistem panasbumi dibedakan menjadi 3 yaitu :1. Sistem panasbumi temperatur rendah, yaitu sistem panasbumi yang reservoirnya mengandung fluida dengan temperatur < 125oC.2. Sistem panasbumi sedang, yaitu sistem panasbumi yang temperatur fluida di dalam reservoir antara 125oC 225oC.3. Sistem panasbumi tinggi, yaitu sistem panasbumi yang temperatur fluida di dalam reservoir > 225oC.

Konseptual Model Reservoir Panasbumi

Alterasi Hidrotermaladalah suatu proses yang sangat kompleks yang melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-kimia. Proses alterasi merupakan suatu bentuk metasomatisme, yaitu pertukaran komponen kimiawi antara cairan-cairan dengan batuan dinding ( Pirajno, 1992 ).

Alterasi hidrotermal akan bergantung pada :1. Karakter batuan dinding2. Karakter fluida ( Eh, pH )3. Kondisi tekanan dan temperatur pada saat reaksi berlangsung 4. Konsentrasi5. Lama aktivitas hidrotermal

*Temperatur & kimia fluida menjadi faktor terpenting dalam proses alterasi hidrotermal, (Sutarto, 2004)

Tipe-tipe Alterasi1. PropilitikDicirikan oleh kehadiran klorit disertai dengan beberapa mineral epidot, illit/serisit, kalsit, albit, dan anhidrit. Terbentuk pada temperatur 200-300C pada pH mendekati netral, dengan salinitas beragam, umumnya pada daerah yang mempunyai permeabilitas rendah. Menurut Creasey (1966, dalam Sutarto, 2004), terdapat empat kecenderungan himpunan mineral yang hadir pada tipe propilitik, yaitu :> Klorit-kalsit-kaolinit.> Klorit-kalsit-talk.> Klorit-epidot-kalsit.> Klorit-epidot.2.ArgilikHimpunan mineral:> muskovot-kaolinit-monmorilonit > muskovit-klorit-monmorilonit.Himpunan mineral pada tipe argilik terbentuk pada temperatur 100-300C (Pirajno, 1992), fluida asam-netral, dan salinitas rendah. Pada zona ini terdapat proses boiling system, batuan mengalami korosif oleh fluida panas.3 . PotasikHimpunan mieral: > biotit sekunder , K Feldspar, Kuarsa, Serisit, Magnetite > muskovit-biotit-alkali felspar-magnetiZona potasik merupakan zona alterasi yang berada pada bagian dalam suatu sistem hidrotermal dengan kedalaman bervariasi > 100m. Pembentukkan biotit sekunder ini dapat terbentuk akibat reaksi antara mineral mafik terutama hornblende dengan larutan hidrotermal yang kemudian menghasilkan biotit, feldspar maupun piroksen.Anhidrit sering hadir sebagai asesori, serta sejumlah kecil albit, dan titanit (sphene) atau rutil kadang terbentuk.Alterasi potasik terbentuk pada daerah yang dekat batuan beku intrusif yang terkait, fluida yang panas (>300C), salinitas tinggi, dan dengan karakter magamatik yang kuat.

4. FilikHimpunan mineral: > Serisit kuarsa (utama) > melimpah Pirite > Anhidrit> kuarsa serisit pirite (tdk ada lempung)Zona alterasi ini biasanya terletak pada bagian luar dari zona potasik. Batas zona alterasi ini berbentuk lingkaran yang mengelilingi zona potasik yang berkembang pada intrusi. Mineral serisit terbentuk pada proses hidrogen metasomatis yang merupakan dasar dari alterasi serisit yang menyebabkan mineral feldspar yang stabil menjadi rusak dan teralterasi menjadi serisit dengan penambahan unsur H+, menjadi mineral phylosilikat atau kuarsa. Kadang mengandung sedikit anhidrit, klorit, kalsit, dan rutil.Terbentuk pada temperatur sedang-tinggi (230-400C), fluida asam-netral, salinitas beragam, pada zona permeabel, dan pada batas dengan urat.5. SkarnHimpunan mineral:Kondisi kurang air: garnet, klinopiroksin, wollastonit, magnetiteKondisi cukup air: klorit, tremolit aktinolit, kalsit, larutan hidrotermal

Garnet piroksen - karbonat adalah kumpulan yang paling umum dijumpai pada batuan induk karbonat yang orisinil (Taylor, 1996, dalam Sutarto, 2004).

Tipe Skarn terbentuk akibat kontak antara batuan sumber dengan batuan karbonat, zona ini sangat dipengaruhi oleh komposisi batuan yang kaya akan kandungan mineral karbonat.

Amfibol umumnya hadir pada skarn sebagai mineral tahap akhir yang menutupi mineral-mineral tahap awal. Aktinolit (CaFe) dan tremolit (CaMg) adalah mineral amfibol yang paling umum hadir pada skarn. Jenis piroksen yang sering hadir adalah diopsid (CaMg) dan hedenbergit (CaFe).

6. GreisenHimpunan mineral: > kuarsa - muskovit (atau lipidolit) dengan sejumlah mineral asesori seperti topas, turmalin, dan florit yang dibentuk oleh alterasi metasomatik post-magmatik granit (Best, 1982, Stempork, 1987, dalam Sutarto, 2004).7. SilisifikasiHimpunan mineral:> kuarsa (>573 C), tridimit, kristobalit, opal, kalsedonmMerupakan salah satu tipe alterasi hidrotermal yang paling umum dijumpai dan merupakan tipe terbaik.Bentuk yang paling umum dari silika adalah (E-quartz, atau -quartz, rendah quartz, temperatur tinggi yang paling umum adalah quartz rendah, kristobalit, dan tridimit kebanyakan ditemukan di batuan volkanik.Tridimit terutama umum sebagai produk devitrivikasi gelas volkanik, terbentuk bersama alkali felspar.Selama proses hidrotermal, silika mungkin didatangkan dari cairan yang bersirkulasi, atau mungkin ditinggalkan di belakang dalam bentuk silika residual setelah melepaskan (leaching) dari dasar. Solubilitas silika mengalami peningkatan sesuai dengan temperatur dan tekanan, dan jika larutan mengalami ekspansi adiabatik, silika mengalami presipitasi, sehingga di daerah bertekanan rendah siap mengalami pengendapan (Pirajno, 1992).8. SerpentinisasiBatuan yang telah ada berubah menjadi serperite yang mineral utamanya adalah Cripiolite disamping ada juga mineral mineral lain. Batuan semula biasanya batuan basa ( andesitte ) yang berubah karena proses hidrotermal maka batuan basa ini berubah menjadi serpertisasi. Misal : Geruilite di sulawesi dari kalimantan diubah menjadi serpentinisasi. Serpentinisasi bisa pula akibat dari pada Weathering, tetapi daerah yang teralterasi relatif terbatas kecil.

Alterasi Hidrotermal

Zona Alterasi Hidrotermal

Warna Alterasi

Terimakasih