SURVEI PENDAHULUAN DAERAH PANAS BUMI KABUPATEN MAHAKAM HULU DAN KABUPATEN KUTAI KARTANEGARA, PROVINSI KALIMANTAN TIMUR Eddy Mulyadi dan Arif Munandar Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi SARI Daerah Batuq, kabupaten Mahakam Hulu tersusun oleh batuan beku granit hingga diorit yang ditutupi oleh batuan sedimen berumur Tersier berupa batu pasir kuarsa dan batu lempung hingga lumpur. Pengangkatan menyebabkan terjadinya deformasi berupa depresi (graben) dan sesar normal serta pembentukan pull-apart basin yang terisi oleh endapan permukaan. Batuan berkomposisi andesit diduga sebagai sumber panas (heat source) sistem panas bumi daerah ini. Sesar-sesar normal mengontrol pemunculan manifestasi berupa fluida panas bumi ke permukaan. Daerah Dondang, Kabupaten Kutai Kartanegara terbentuk oleh batuan beku dalam (plutonik) berkomposisi granit hingga diorit yang selanjutnya tertutupi oleh batuan sedimen berumur Tersier berupa batu gamping, batu pasir kuarsa dan batu lempung hingga lumpur. Endapan danau dan endapan permukaan merupakan produk terakhir sedimentasi yang masih berlangsung hingga saat ini. Aktivitas tektonik pada Pliosen menghasilkan batuan berkomposisi andesit diduga sebagai sumber panas (heat source) untuk sistem panasbumi daerah Dondang. Sesar-sesar normal mengontrol pemunculan manifestasi dan memungkinkan terbentuk jog sehingga fluida panasbumi muncul ke permukaan. Manifestasi permukaan daerah Batuq berupa air hangat temperatur 47,7°C dan di daerah Dondang berupa air panas temperatur 55,8°C. Air panas Batuq dan Dondang berupa air bikarbonat. Mata Air hangat Batuq terletak pada zona partial equilibrium, dan Dondang pada immature water. Estimasi temperatur bawah permukaan daerah Batuq adalah 114 (enthalphi rendah) dan potensi panas bumi spekulatif sebesar 7,5 Mwe. Daerah Dondang diduga mempunyai temperatur bawah permukaan 187 oC (enthalpi sedang) dengan potensi panas bumi spekulatif sebesar 10 Mwe. Kata kunci : manifestasi, sistem panas bumi, potensi panas bumi
1
PENDAHULUAN
kecoklatan dan sedikit bau dengan kondisi air kurang jernih.
Kebutuhan energi alternatif selain energi fosil dirasakan semakin mendesak bagi pemenuhan energi listrik di dalam negeri. Dalam memenuhi kebutuhan tenaga listrik tersebut, pemerintah melakukan penyelidikan energi alternatif panas bumi, untuk mengetahui besarnya potensi energi panas bumi bagi penyediaan tenaga listrik. Dalam rangka inventarisasi sumber daya geologi khususnya energi panas bumi, maka dilaksanakan survei pendahuluan geologi dan geokimia daerah panas bumi Batuq, wilayah Long Gelawang, Kelurahan Mamahak Teboq, Kecamatan Long Hubung, Kabupaten Mahakam Ulu dan Dondang, Kecamatan Muara Jawa, Kabupaten Kutai Kartanegara, Provinsi Kalimantan Timur.
belerang
GEOLOGI Geomorfologi daerah Batuq berupa deretan perbukitan bergelombang dan pedataran. Batuan di daerah ini dapat dikelompokkan menjadi empat satuan batuan, yaitu satuan batulempung, satuan batupasir, satuan lava dan endapan permukaan yang terdiri dari material lepas yang termasuk dalam satuan aluvium (Gambar 1). Stratigrafi dari tua ke muda adalah satuan Batupasir (Topa), Batulempung (Tola), Aliran Lava (Qpli) dan Aluvium (Qal). Pola struktur sesar tertua yang berkembang adalah sesar normal arah utara timurlaut-selatan baratdaya, selanjutnya sesar tersebut terpotong oleh sesar yang lebih muda berupa sesar naik oblique yang mengontrol mata air panas Batuq yang keluar melalui singkapan batupasir dengan arah baratlautselatantenggara. Sesar muda ini awalnya berupa tumburan (collosion) antara mikro kontinen dengan plate Asia yang kemudian dalam perkembangannya berubah menjadi sesar naik dan secara regional berupa sesar geser mengiri (sinistral) yang membentuk zona terban (depresi) di daerah Sungai Batuq, mengakibatkan hadirnya potensi panas bumi. Total energi panas yang hilang (heat loss) di daerah Batuq sebesar ± 1,5 kW th
METODOLOGI
Survei pendahuluan ini menerapkan metode geologi yaitu: pengamatan bentang alam (geomorfologi), pemetaan geologi dan penampang stratigrafi batuan, deskripsi batuan, pengamatan struktur geologi dan penghitungan kehilangan panas (natural heat loss) serta metode geokimia meliputi: pemetaan Hg, CO2, pH dan temperatur, estimasi temperatur fluida reservoir dengan geotermometer, dan analisis kimia fluida panas bumi. MANIFESTASI AIR PANAS
Air hangat Batuq muncul melalui celah batuan yang mengalir ke sungai Batuq dengan debit sekitar 1 l/detik, luas manifestasi sekitar 3 x 4 m2. Karakteristik fisik air hangat menunjukkan temperatur air 47,7°C, pH relatif 7.69, daya hantar listrik 3140 µS/cm, TDS 6130 ppm, kondisi warna air relatif jernih dan dijumpai adanya bualan gas. Air panas Dondang ditemukan muncul melalui celah batuan dengan debit sekitar 0,20 - 0,60 l/detik, luas manifestasi sekitar 2 x 3 m2, temperatur air 41,6 - 55,8°C, pH relatif 8,47, daya hantar listrik 1462 - 3520 µS/cm, TDS 1560 - 4890 ppm, ditemukan adanya endapan oksida besi warna
Geomorfologi daerah Dondang didominasi oleh deretan perbukitan bergelombang sedang dan pedataran. Batuan penyusun daerah Dondang berupa stock/batolit granit dan endapan permukaan (aluvium). Batuan di daerah ini dapat dikelompokkan menjadi 2 (dua) satuan (Gambar 2) yaitu satuan granit dan endapan permukaan (aluvium). Struktur Geologi yang pertama berkembang adalah sesar berarah timurlaut – baratdaya berupa sesar normal, selanjutnya terjadi sesar geser sinistral berarah baratlaut – tenggara. Sesar ini membentuk depresi (graben) dengan sesar normal hasil dari en – echelon dengan arah baratlaut - tenggara yang mengontrol pemunculan mata air panas Dondang
2
Geotermometri Hasil perhitungan geotermometer untuk memperkirakan temperatur bawah permukaan yang berhubungan dengan temperatur reservoir, menunjukkan bahwa daerah prospek panas bumi Batuq dan Dondang mempunyai perkiraan temperatur bawah permukaan berkisar antara 114 187 oC yang termasuk ke dalam enthalpi rendah-sedang.
Total energi panas yang hilang (heat loss) di daerah ini sebesar ± 1,6 kW th Kimia air panas Air hangat Batuq dan air panas Dondang 1,2 terletak pada posisi bikarbonat (gambar 3) karena didominasi oleh ion HCO3 (557,07-1075,47mg/l), diduga berasosiasi dengan naiknya fluida panas bumi yang mengandung gas terutama CO2 yang kemudian mengalami kondensasi di dalam akuifer dangkal. Batuan mengandung karbonat turut berpengaruh dalam netralisasi air panas ini. Air hangat Batuq terletak panas zona partial equilibrium (gambar 4), yang mengindikasikan berasal dari kedalaman. sementara air panas Dondang 1,2 terletak pada immature water, yang menunjukkan adanya pengaruh interaksi fluida dengan batuan dalam keadaan panas, dan juga adanya pengenceran oleh air permukaan (meteoric water).
Kimia tanah dan udara tanah Konsentrasi Hg tanah daerah Batuq pada umumnya rendah, setelah dikoreksi oleh nilai konsentrasi H2O-, bervariasi mulai dari konsentrasi 17 ppb sampai dengan konsentrasi 98 ppb. Anomali relatif tinggi >70 ppb terletak di sekitar air panas (Gambar 7). Konsentrasi Hg tanah daerah Dondang bervariasi mulai dari konsentrasi 34 ppb sampai dengan konsentrasi 263 ppb. Distribusi nilai Hg tanah beranomali relatif tinggi >100 ppb terletak di sekitar air panas Dondang (Gambar 8). Konsentrasi CO2 udara tanah daerah Batuq bervariasi dari terendah 0,07 % sampai dengan konsentrasi tertinggi 2,04%. Distribusi nilai CO2 Udara tanah (gambar 9), memperlihatkan anomali tinggi >1,00 % di antara daerah Batuq kearah utara dan timur. Konsentrasi CO2 udara tanah daerah Dondang bervariasi dari terendah 0,16% sampai dengan konsentrasi tertinggi 1,66%. Peta distribusi nilai CO2 Udara tanah (gambar 10), memperlihatkan anomali tinggi >1,00 % di antara daerah Dondang kearah selatan.
Air hangat Batuq dan air panas Dondang 1,2 berada di zona keseimbangan yang ber arah ke khlorida dan berada diantara B dan Cl (gambar 5). Hal ini menunjukkan kemungkinan pemunculan manifestasi berada di lingkungan vulkanik dan adanya sedikit pengaruh lingkungan sedimen marin. Rasio Cl/B pada umumnya digunakan untuk mengindikasikan common reservoir source (sumber reservoir) suatu fluida. Isotop 18O dan 2H. Hasil analisis konsentrasi Isotop menunjukkan bahwa mata air hangat Batuq dan mata air panas Dondang 1,2 yang cenderung menjauhi meteoric water line Gambar 6), hal ini mencerminkan bahwa mata air panas daerah Batuq kemungkinan telah mengalami pengenceran oleh air meteorik di permukaan. Sedangkan air panas Dondang 1 dan 2 telah mengalami pengkayaan oksigen-18 di kedalaman akibat adanya interaksi fluida panas dengan batuan.
SISTEM PANAS BUMI
Aktivitas magmatik daerah Mahakam Hulu terjadi sejak munculnya batuan beku dalam (plutonik) berkomposisi granit hingga diorit yang selanjutnya tertutupi oleh batuan sedimen berumur Tersier berupa batu pasir kuarsa dan batu lempung hingga lumpur. Proses tektonik selanjutnya menyebabkan: pengangkatan (uplift) menjadi daratan, deformasi dan depresi (graben) berupa sesar normal, juga menyebabkan pembentukan pull-apart basin yang
3
km2 untuk daerah Batuq 1,0 km2 untuk Daerah Dondang. Besarnya potensi panas bumi spekulatif daerah Batuq adalah 7,5 Mwe dan daerah Dondang sebesar 10 Mwe.
menghasilkan sedimentasi endapan permukaan. Endapan danau dan endapan permukaan diperkirakan sebagai produk terakhir dari sedimentasi di daerah penyelidikan dan masih berlangsung hingga saat ini. Aktifitas tektonik baru menghasilkan batuan berkomposisi andesit yang diduga sebagai sumber panas (heat source dan terbentuk pula sesar-sesar normal yang mengontrol pemunculan manifestasi.
Kesimpulan Sistem panas bumi daerah Sungai Batuq, dibangun oleh aktivitas vulkanik berumur Plistosen, sementara daerah Dondang, dibangun oleh pembentukan aktivitas vulkanik regional yang bersifat andesitik berumur Plistosen.
Aktivitas magmatik di daerah Dondang terjadi sejak Oligosen yang membentuk batuan beku dalam (plutonik) berkomposisi granit hingga diorit yang selanjutnya tertutupi oleh batuan sedimen berumur Tersier berupa batu gamping, batu pasir kuarsa dan batu lempung hingga lumpur. Proses tektonik menyebabkan terjadinya pengangkatan (uplift), deformasi dan depresi (graben) berupa sesar normal dan pull-apart basin yang menghasilkan sedimentasi endapan permukaan. Adanya aktivitas tektonik regional yang terjadi pada Pliosen yang menghasilkan batuan berkomposisi andesit yang tidak tersingkap di permukaan diduga sebagai sumber panas (heat source) sistem panasbumi daerah Dondang. Aktivitas tektonik termuda membentuk sesar-sesar normal yang mengontrol pemunculan manifestasi panas bumi ke kepermukaan.
Estimasi potensi panas bumi spekulatif daerah Batuq, Kabupaten Mahakam Hulu adalah sebesar 7,5 MWe, dan daerah Dondang, Kabupaten Kutai Kartanegara adalah sebesar 10 MWe. Pengembangan panas bumi di daerah Batuq dengan penghitungan estimasi temperatur bawah permukaan sekitar 114 o C memungkinkan untuk dilaksanakan, namun masih membutuhkan serangkaian penelitian tahap lanjut. Sementara daerah Dondang dengan penghitungan estimasi temperatur bawah permukaan sekitar 187 o C) dapat menjadi prioritas untuk diteliti lebih lanjut. DAFTAR PUSTAKA
Abidin, H.Z., dkk, 1993, P3G, Peta Geologi Regional Lembar Long Pahangai, Kalimantan Atmawinata, S., dkk, 1995, P3G, Peta geologi regional lembar Muara Ancalung, Kalimantan Fournier, R.O., 1981. Application of Water Geochemistry Geothermal Exploration and Reservoir Engineering, “Geothermal System: Principles and Case Histories”. John Willey & Sons. New York. Giggenbach, W.F., 1988. Geothermal Solute Equilibria Deviation of Na-KMg – Ca GeoIndicators. Geochemica Acta 52. pp. 2749 – 2765. Kutai Kartanegara Dalam Angka, 2010, BPS Kabupaten Kutai Kartanegara
POTENSI PANAS BUMI
Perhitungan potensi panasbumi didasarkan pada luas daerah prospek dan temperatur fluida bawah permukaan. Temperatur bawah permukaan digunakan untuk mengasumsikan nilai rapat daya (MWe/km2), sedangkan luas prospek dapat diperkirakan dari penyebaran manifestasi di permukaan dan pelamparan struktur geologi di daerah manifestasi secara global. Estimasi temperatur bawah permukaan di daerah panas bumi Batuq dan Dondang menggunakan metoda SiO2 dan NaK dan menunjukkan temperatur 114 dan 187 oC (enthalpi rendah dan enthalpi sedang). Besarnya daya per satuan luas sebesar 5 MWe/km2, dengan luas daerah prospek 1,5
4
dan Bappeda daerah Kabupaten Kutai Kartanegara, Tahun 2010. Lawless, J., 1995. Guidebook: An Introduction to Geothermal System. Short course. Unocal Ltd. Jakarta. Mahon K., Ellis, A.J., 1977. Chemistry and Geothermal System. Academic Press Inc. Orlando. Supriatna,S. dkk, 1995, P3G, Peta geologi regional lembar MuaratewehKalimantan Suwarna, N. dkk, 1994, P3G, Peta geologi regional lembar Longiram-Kalimantan
5
Gambar 1. Peta Geologi daerah Batuq, Kecamatan Long Hubung, Kabupaten Mahakam Hulu
Gambar 2. Peta geologi daerah Dondang, Kecamatan Muara Jawa, Kabupaten Kutai Kartanegara
6
Tabel 1 Data hasil analisis kimia air daerah panas bumi Mahakam Ulu-Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur
LOKASI
AP.Batuq
AS.Batuq
AD.Batuq
AP.Dondang-1
AP.Dondang-2
AD.Dendang
Kode Contoh
MAP BTQ
AS BTQ
AD BTQ
MAP DD -1
MAP DD -2
ADDN
99
101
61
12
12
6
47.8
29
28,6
55,7
41,4
26,5
29
28,4
24,2
25,5
30,6
27,9
pH
7,69
7,36
8,24
8,42
8,47
7,64
EC (μS/cm)
3140
248
114
3520
1462
403
SiO2(mg/L)
64,58
20,05
22,79
33,45
30,13
78,93
B
6,08
0,01
0,01
3,81
1,43
0,01
Al
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
Fe
0,11
0,04
0,09
0,10
0,87
0,03
Ca
29,50
8,43
9,63
34,10
32,90
18,75
Mg
9,77
8,81
4,24
24,61
9,96
20,30
Na
824,60
22,36
5,58
635,40
240,80
50,80
K
7,62
1,97
1,98
34,18
18,45
7,63
Li
0,06
0,02
0,01
0,10
0,01
0,03
As
0,13
0,18
0,14
0,17
0,13
0,16
NH4
3,93
1,18
1,16
15,28
5,98
2,58
F
0,68
0,01
0,04
0,26
0,21
0,06
Cl
731,08
0,32
12,64
667,20
135,87
7,35
0,01
3,33
9,04
0,01
0,01
0,01
1075,47
123,86
39,69
838,61
557,07
299,38
CO3
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
meq cat
38,58
2,25
1,20
33,11
13,79
5,17
meq an.
38,25
2,11
1,20
32,58
12,97
5,12
% IB
0,43
3,23
0,20
0,82
3,07
0,50
Elev.(m) o
T( C) air o
T( C) udara
SO4 HCO3
7
Gambar 3. Diagram segitiga Cl-SO4-HCO3
Gambar 4. Diagram segitiga Na-K-Mg
8
Delta Deuterium - per mil
Gambar 5. Diagram segitiga Cl-Li-B
260CC 240 220 C 200 C 180 C 160 C 140 C 120 C 100 C
280 C 300 C Water
DD-1 Steam BTQ
DD-2
Andesitic Water
Delta Oxygen 18 - per mil Gambar 6. Diagram Isotop O-18 dan Deuterium daerah Batuq dan Dondang
9
Gambar 7. Peta distribusi Hg tanah daerah Batuq
Gambar 8 Peta distribusi Hg tanah daerah Dondang
10
Gambar 9. Peta distribusi CO2 udara tanah daerah Batuq
Gambar 10. Peta distribusi CO2 udara tanah daerah Dondang
11
