Kolokium Hasil Lapangan – DIM, 2005 37-1
PENYELIDIKAN TERPADU DAERAH PANAS BUMI MARANA KABUPATEN DONGGALA – SULAWESI TENGAH
Oleh : Bakrun, Setiadarma Dirasutisna, Alanda Idral, Eddy Sumardi., Rahman Hasan, Timor Situmorang,
Emanuel M.Foeh
SUBDIT PANAS BUMI
ABSTRACT
The investigation area is situated in Marana area with thermal features as hotsprings with temperature range between 50
o
and 94
o
C. The hot springs mostly has chloride and bicarbonate waters type. Morphological unit of the area can be divided into high undulating hill morphology to low undulating hill
morphology and alluvial plain morphology with the height range between 200 and 1500 meters above sea level.
The rock units of Marana geothermal area, Donggala regency consiste of Green schist rocks unit TrS, Gneiss granite rock unit Trg, Granite rock unit Tg, Sedmentary rock unit QTs, Limestone tock unit Qgp
and Alluvium Qal The investigation results indicate geothermal systems that are recognized by geoelectrical data as low to
medium anomaly zones indicating hot fluid reservoirs located at deep narrow zones along fault zones. The geothermal temperatures are estimated between 154
o
C to 237
o
C with the total prospect area is about 6 km
2
, and the estimated geothermal potential is about 40 Mwe
SARI
Daerah penyelidikan panas bumi terletak di daerah Marana, Kabupaten Donggala dengan indikasi permukaan berupa manifestasi mata air panas yang mempunyai temperatur 50-94
C. Tipe air panas ini termasuk ke dalam tipe air panas khlorida dan bikarbonat.
Morfologi daerah penyelidikan termasuk jenis perbukitan bergelombang tajam, sedang hingga lemah serta pedataran dengan ketinggian antara 200 – 1500 meter dari muka laut.
Batuan penyusun stratigrafi daerah panas bumi Marana dapat dibagi menjadi 6 satuan yaitu Satuan Batuan Sekis hijau TrS, Satuan Batuan Granit genis Trg, Satuan Batuan granit Tg, Satuan Batuan Sedimen
QTs, Batugamping Qgp, dan Aluvium Qal. Berdasarkan data geologi, geokimia dan geofisika diperkirakan adanya zona akumulasi panas yang
membentuk sistem panas bumi di bawah permukaan dengan ditandai oleh adanya anomali tahanan jenis sedang – rendah. Reservoir panas bumi terdapat pada lapisan yang dangkal, berada pada zona sesar.
Hasil perhitungan temperatur dengan menggunakan geotermometer diperoleh kisaran antara 154
° C – 237°C. Luas daerah prospek kurang lebih 6 Km², dengan perkiraan potensi panas bumi sebesar 40 Mwe.
Daerah ini cukup prospek untuk dikembangkan lebih lanjut dengan melakukan pemboran landaian suhu sampai kedalaman 250 m di daerah prospek Marana.
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penyelidikan
Kabupaten Donggala merupakan salah satu Kabupaten di Sulteng yang mempunyai sumber
daya panas bumi dengan potensi cukup besar dan mungkin dapat dimanfaatkan untuk memenuhi
kebutuhan energi listrik di masa mendatang. Daerah prospek panas bumi ini terletak di desa
Masaingi, Kecamatan Sindue, Kabupaten Donggala, Sulawesi Tengah.
Kapasitas tenaga listrik yang tersedia untuk kabupaten Donggala sampai dengan akhir tahun
2001 masih kurang dari 10 MW yang menggunakan energi Diesel PLTD dan air
PLTA. Kapasitas yang tersedia masih sangat kecil sehingga masih banyak daerah kecamatan
maupun daerah pemukiman yang belum terjangkau listrik.
1.2 Maksud dan Tujuan Penyelidikan ini dilakukan untuk mendapatkan
Kolokium Hasil Lapangan – DIM, 2005 37-2
Gambaran geologi, sifat kimia, dan karakteristik fisika batuan dan fluida di daerah panas bumi
Marana dengan metode geologi, geokimia dan geofisika secara terpadu.
Tujuan dari penyelidikan ini adalah untuk menentukan sebaran panas bumi baik lateral
maupun vertikal, mengetahui kondisi batuan, fluida bawah permukaan air panas, serta potensi
energi panas bumi di daerah penyelidikan. 1.3 Posisi dan Pencapaian Daerah
Lokasi daerah penyelidikan terletak di desa Masaingi, yang berjarak sekitar 39 km dari Kota
Palu. Penyelidikan ini lebih dikonsentrasikan di sekitar wilayah manifestasi panas bumi di desa
Masaingi, yang secara administratif berada di wilayah Kecamatan Sindue, Kabupaten Dong -
gala, Propinsi Sulawesi Tengah. Luas daerah penyelidikan berkisar 18 x 15 km
2
, yang termasuk ke dalam 2 dua kecamatan yaitu Sindue dan
Tawaili dengan posisi geografis antara 119
o
46’ 00’’- 119
o
54’ 00” BT dan 00
o
30’ 00”– 00
o
41’ 00” LS Gambar 1-1.
II HASIL PENYELIDIKAN 2.1 Geologi
Jenis morfologi daerah penyelidikan didominasi oleh perbukitan bergelombang tajam, sedang
hingga lemah yang tersusun oleh kerucut intrusi batuan granit dengan ketinggian antara 200 –
1500 m dari permukaan laut. Secara umum bentuk topografi cenderung melandai ke arah pantai yang
juga mencerminkan penekukan topografi akibat struktur maupun tingkat erosi kuat.
Batuan penyusun stratigrafi daerah panas bumi Marana berdasarkan jenis batuan yang tersingkap
adalah sebagai berikut: batuan sekis hijau, granit genisan berumur Pra Tersier Kapur - Trias,
sedangkan granit-granodiorit berumur Tersier Mio-Pliosen dan mempunyai penyebaran yang
luas 30 terdapat di bagian utara-barat laut daerah penelitian.
Satuan batuan granit dan granodiorit jenis batuan beku dalam pluton dominan mengandung
kalium felspar tinggi. Hasil Pertarikhan Jejak Belah Fision Track Dating menunjukkan adanya
terobosan baru berupa gang yang berbutir sedang- halus berupa andesit yang membentuk singkapan
yang berumur
± 200 ribu tahun 0.2 ± 0.1 juta tahun dari hasil analisis Fision Track.
Satuan batuan metamorf jenis sekis hijau merupakan batuan tertua di daerah ini berumur
pra Tersier TrS diperkirakan sebagai batuan alas basement.
Satuan sedimen ini termasuk kelompok formasi Tinombo yang sebarannya 20 dari daerah
penyelidikan yang membentuk perbukitan rendah dan dataran di bagian barat daya daerah
penyelidikan. Satuan ini cukup kompak yang terdiri dari konglomerat, batu pasir, halus-lanau,
setempat-setempat berselingan dengan batu- lempung karbonatan dan batugamping klastik,
terlihat terlas dengan baik Gambar 2-1. 2.1.1 Manifestasi panas Bumi
Manifestasi panas bumi yang muncul di permukaan di daerah penyelidikan diduga akibat
adanya
tubuh terobosan batuan granit, granodiorit maupun batuan metamorf serta sesar Masaingi
sebagai kontrol pemunculan panas bumi daerah ini. Manifestasi berupa rembesan mata air panas
melalui batuan sedimen yang menopang di tubuh batuan granit yang tidak memperlihatkan adanya
ubahan hidrotermal. Jenis manifestasi panas bumi berupa rembesan mata air panas yang
berkelompok di 6 enam lokasi sebagai berikut: -
Masaingi, Desa Masaingi -
MaranaMarawa I, Desa Masaingi -
Marana.Marawa II, desa Masaingi -
MaranaMarawa III, desa Masaingi -
Mapane, Desa Wani - Buayana, Desa Wani.
Temperatur paling tinggi 89-94 °C berada di
kelompok manifestasi panas bumi Masaingi dengan temperatur udara bebas pada saat
pengukuran 32 °C, pH netral antara 7 – 8, tercium
bau belerang keras, secara fisik terlihat warna air jernih, adanya bualan gas.
2.1.2 Hidrogeologi Daerah penyelidikan geologi Marana secara
umum termasuk daerah tadah hujan meliputi sekitar 70 dari daerah penyelidikan. Volume air
tanah yang terperangkap di daerah penyelidikan nampaknya cukup tinggi terbukti dengan banyak
mata air yang keluar melalui rekahan batuan granit.
Sungai-sungai besar yang merupakan sungai utama di bagian barat di luar daerah
penyelidikan mulai dari kota Palu hingga ke utara tidak pernah kering dan bermuara ke selat
Makassar. Anak sungai tergolong besar lebar akibat erosi, dan bermuara ke sungai utama
dengan kondisi selalu berair. Pada musim kemarau dijumpai beberapa anak sungai kering,
yang merupakan sungai musiman akibat sifat
Kolokium Hasil Lapangan – DIM, 2005 37-3
batuannya yang poros. Kemunculan mata air ini menunjukkan bahwa air tanah terakumulasi jauh
di bawah permukaan tanah .
Zona reservoir ini terbentuk oleh media struktur dan tidak mencerminkan adanya ubahan batuan di
permukaan. Clay cap yang merupakan batuan penudung terbentuk oleh mineral-mineral ubahan
yang terjadi akibat fluida pada temperatur rendah seperti K-felspar, Ortoklas dan plagioklas menjadi
kaolinit di sepanjang zona struktur. Dugaan adanya daerah akumulasi panas di bawah
permukaan terindikasi pemunculan air panas bersuhu tinggi di MasaingiMarana ditunjang oleh
hasil pengamatan geomagnet dan gaya berat yang mengidikasikan adanya suatu intrusi.
Dari hasil penyelidikan geolistrik diketahui adanya tubuh reservoir pada kedalaman dangkal,
kemungkinan tubuh reservoir sebagai tempat terakumulasinya panas pada kedalaman tertentu.
Beberapa indikasi permukaan berupa air panas di bagian selatan yang temperatur rendah
diperkirakan sebagai out flow. 2.2 Geokimia Air panas
Hasil ploting pada diagram segitiga Cl - SO
4
- HCO
3
Giggenbach,1988 menunjukkan bahwa mata air panas Masaingi, Marana 1, dan Marana
2, termasuk ke dalam tipe khlorida, sedangkan Mata air panas Bayosa, Yompo 1, dan Yompo-2
termasuk ke dalam tipe bikarbonat. 2.2.1 Suhu Bawah Permukaan
Geotermometer kimia tergantung dari adanya keseimbangan antara mineral dan fluida yang
dipengaruhi oleh suhu dan keberadaannya terawetkan sampai fluida tersebut muncul di
permukaan. Air panas tipe klorida dengan pH netral
merupakan tipe yang paling cocok untuk dipergunakan sebagai geotermometer, karena di
daerah panas bumi Masaingi mempunyai tingkat keasaman yang rendah atau pH tinggi yang
berkisar antara 7.4 – 8.1. Nilai perbandingan dari atomic elements tidak
reaktif BCl dalam Molar berkisar antara 0.01 sampai 0.59. Nilai ini relatif rendah sehingga
berdasarkan perbandingan unsur kimiawi yang merupakan indikasi terhadap suhu disimpulkan
bahwa suhu bawah permukaan daerah panas bumi Donggala mempunyai suhu tinggi.
Nilai perbandingan molar NaK berkisar antara 16.03 – 54.49, menghasilkan perkiraan suhu
bawah permukaan
≥200
o
C, karena pH air panas Masaingi netral dan termasuk ke dalam tipe air
panas khlorida, maka nilai ini lebih mewakili kondisi bawah permukaan yang sebenarnya.
Nilai perbandingan Na terhadap Li berkisar antara 82.18 - 605.76 yang merupakan indikasi bahwa
suhu bawah permukaan sangat tinggi. Berdasarkan data diatas, maka suhu bawah
permukaan di daerah penyelidikan ini akan lebih tepat bila menggunakan geotermometer NaK
Giggenbach. Hasil perhitungan dengan menggunakan rumus-
rumus geotermometer, suhu bawah permukaan menunjukkan kisaran temperatur antara 154 –
237
°C. 2.3 GEOFISIKA
2.3.1 Geomagnet Hasil penyelidikan geomagnet mengindikasikan
adanya struktur sesarpatahan yang ditunjukkan oleh liniasi anomali magnit yang berarah hampir
utara – selatan baratlaut – tenggara, dan timurlaut – baratdaya, serta ditandai dengan
kemunculan mata air panas daerah Marana dan Mapane di selatan daerah penyelidikan.
Anomali dengan kemagnitan tinggi - sedang yang terdapat di bagian tengah, selatan dan utara daerah
penyelidikan diperkirakan mempunyai hubungan erat dengan batuan intrusi granit dan granodiorit.
Anomali magnit rendah di bagian utara dan timur timurlaut, ditafsirkan sebagai batuan malihan
yang tidak mempunyai kaitan dengan mata air panas Gambar 2-2. Anomali rendah muncul di
bagian tengah daerah penyelidikan yang diduga mempunyai kaitan dengan munculnya manifestasi
mata air panas di daerah ini. Hasil penafsiran secara kwalitatip menunjukkan bahwa daerah
penyelidikan dido-minasi oleh batuan granitgranodiorit dan batuan metamorf yang telah
mengalami pelapukan kuat. 2.3.2 Gayaberat
Secara umum kerapatan kontur anomali gaya berat berarah timurlaut – baratdaya, hal ini
mengindikasikan adanya struktur sesar yang dominan berarah timurlaut - baratdaya.
Pengkutuban anomali positif dan negatif tampak mengelompok di bagian tengah di sekitar
manifestasi mata air panas, kondisi ini mempertegas adanya zona sesar yang berarah
timurlaut – baratdaya. Sesar-sesar tersebut diduga mengontrol pemunculan manifestasi panas bumi
di daerah Marana MAP. Marana 1; 2 dan 3 serta Masaingi. Seperti telah disebutkan sebelumnya,
keberadaan kutub-kutub positif dan negatif di
Kolokium Hasil Lapangan – DIM, 2005 37-4
lokasi ini mempertegas keberadaan sesar yang berarah baratlaut - tenggara yang merupakan sesar
regional di daerah penyelidikan. Selain sesar-sesar diatas, juga ditemukan sesar yang berarah hampir
timur-barat. Peta anomali gayaberat mengindikasikan adanya 7
buah sesar di daerah penyelidikan. Tiga buah sesar berarah timurlaut-baratdaya, dua sesar
sisanya masing-masing berarah baratlaut - tenggara dan hampir timur-barat.
Anomali positif yang tampak pada anomali sisa dan pada penampang gaya berat mengin-dikasikan
adanya batuan intrusi di daerah penyelidikan dan diperkirakan merupakan heat source dari sistim
panas bumi yang ada di daerah Marana Gambar 2-3.
Model gayaberat 2-D dibuat melalui penampang AB yang memotong MAP Masaingi, pemodelan
tersebut dimaksudkan untuk memberikan gam- baran geologi bawah permukaan di daerah sekitar
manifestasi MAP Masaingi secara lebih tegas. Intrusi granitgranodiorit? diduga muncul di
sekitar lokasi ini dengan kontras densitas 0.5 grcm
3
. Batuan intrusi ini memotong batuan sedimen di sekitarnya yang mempunyai kontras
densitas lebih kecil. Bagian atas batuan intrusi ini ditutupi oleh batuan
granitik dengan kontras densitas yang kecil
0.1grcm
3
. Sistem air panas di daerah ini diperkirakan
terperangkap pada rekahanretakan batuan suatu tubuh reservoir yang berada pada kedalaman
sekitar 1000 meter, dengan kata lain, batas bawah lapisan penudung berada pada kedalaman 1000
m. 2.3.3 Geolistrik dan Head-On
Hasil pemerataan geolistrik memperlihatkan daerah bertahanan jenis rendah makin meluas
dengan bertambahnya kedalaman ke arah selatan dan tenggara dengan kontras tidak terlalu besar,
sedangkan anomali bertahanan jenis tinggi cenderung melebar di bagian utara dan
menghilang di bagian baratdaya dengan kontras cukup besar.
Secara geologi, daerah bertahanan jenis rendah ditafsirkan sebagai batuan sedimen yang
cenderung menebal ke arah selatan, sedangkan batuan bertahanan jenis tinggi ditafsirkan sebagai
batuan beku berupa batuan granit lapuk-segar yang tersebar di bagian utara dan cenderung
miring ke arah selatan. Kondisi demikian mencerminkan makin ke arah selatan - tenggara
batuan sedimen makin dalam. Berdasarkan peta tahanan jenis, hal yang menarik
adalah munculnya anomali tahanan jenis relatip tinggi di bagian tengah daerah penyelidikan titik
C2000 dan E2000 pada bentangan AB2=750 dan AB2=1000m. Hal ini menjadi menarik karena di
sekitar titik-titik ukur tersebut muncul mata air panas Marana dan mata air panas Masaingi.
Fenomena ini kemungkinan diakibatkan adanya struktur sesar yang memotong daerah tersebut,
serta diperkuat oleh kelurusan anomali magnet total dan anomali sisa gayaberat pada lokasi
tersebut. Berdasarkan indikasi dari peta tahanan jenis, luas daerah yang diduga sebagai areal
prospek adalah seluas
± 6 km
2
Gambar 2-4. Penampang pendugaan tahanan jenis sebenarnya
memperlihatkan ketebalan dan kedalaman lapisan sedimen pada lapisan kedua dan ketiga yang
ditafsirkan sebagai perselingan lapisan lem- pung, pasir halus-kasar, kerakal-bongkah dan
konglomerat, dengan ketebalan rata-rata 200-650 meter, terdapat pada kedalaman 500-800 meter.
Sedangkan di bawahnya ditafsirkan sebagai batuan beku, terbentuk dari granit terdapat pada
kedalaman 500- 800 meter dan cenderung lebih dalam ke arah selatan.
Metode Head-on memperlihatkan hasil yang cukup baik dalam menentukan posisi sesar di
daerah penyelidikan. Pada penampang lintasan P, terdapat 3 buah sesar dengan kemiringan 70
o
, 75
o
dan 80
o
, ke arah barat. Pada lintasan R, seperti halnya lintasan P, terdapat 2 buah sesar, dekat ke
permukaan dengan kemiringan 65
o,
dan 80
o
ke arah barat, sedangkan dugaan struktur dalam
terdapat pada titik R-1400, dengan kemiringan 60
o
arah ke barat. Struktur utama dari hasil pengukuran Head-On pada lintasan P dan R
berarah hampir utara selatan dengan kemiringan 80
o
ke arah barat yaitu struktur yang mengontrol pemunculan air panas Masaingi.
2.4 Model Panas Bumi Penampang model panas bumi Gambar 2-5
menggambarkan bentuk dan posisi akumulasi panas di zona-zona hancuran sepanjang struktur
rekahan. Penampang model ini dibuat memotong struktur graben yaitu barat – timur yang menam -
pakkan posisi bawah permukaan tubuh reservoir panas bumi yang diperkirakan.
Masa panas dari sisa panas magmatik akibat kegiatan terobosan muda berupa intrusi melalui
celah-celahrekahan batuan granit. Air meteorik yang masuk sebagian dapat
langsung meresap kebawah permukaan melalui struktur, rekahan dan porositas batuan menjadi air
Kolokium Hasil Lapangan – DIM, 2005 37-5
tanah dan sebagian lagi teralirkan langsung ke sungai. Kemudian masa panas tersebut beraku-
mulasi dengan air tanah membentuk sistem air panas yang terperangkap pada rekahanretakan
batuan dan perkiraan awal suatu reservoir berada pada kedalaman 500 meter.
2.5 Potensi Panas Bumi Daerah prospek terdapat di sekitar air panas