Michi Oktaviana 21100113130103 2017 JUDUL

UNIVERSITAS DIPONEGORO

ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI
DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA

TUGAS AKHIR

MICHI OKTAVIANA
21100113130103

FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI

SEMARANG
SEPTEMBER 2017

i

UNIVERSITAS DIPONEGORO

ANALISIS GEOKIMIA FLUIDA SISTEM PANASBUMI

DIENG KABUPATEN WONOSOBO-BANJARNEGARA

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan
Sarjana Program Strata-1 pada Departemen Teknik Geologi,
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

MICHI OKTAVIANA
NIM. 21100113130103

FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI
SEMARANG
SEPTEMBER 2017

ii

iii

iv

v

KATA PENGANTAR
Laporan tugas akhir ini, merupakan hasil penelitian yang membahas
mengenai analisis geokimia fluida panasbumi. Fluida panasbumi secara umum
terdapat dua jenis yaitu air dan uap atau gas, pada laporan ini secara khusus
membahas geokimia fluida berupa air yang diperoleh dari manifestasi panasbumi.
Analisis geokimia ini dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif, dalam analisis
geokimia fluida panasbumi banyak metode yang dapat digunakan dan masingmasing metode memiliki tujuannya masing-masing. Untuk itu diperlukan
pemilihan metode dan cara analisis yang sesuai dengan maksud dan tujuan
penelitian. Pada laporan Tugas Akhir ini tujuan utamanya adalah untuk
mengatahui

gambaran

sistem

panasbumi

Dieng

Kabupaten

Wonosobo-

Banjarnegara, untuk mengetahui hal tersebut dilakukan beberapa analisis yang
khusus sehingga dapat memberikan gambaran tersebut. Analisis tersebut berfokus
pada data kimia seperti perbandingan konsentrasi Cl -, B+, Li+, isotop stabil ∂
Detrium (∂2H) dan ∂18O maupun jenis air yang kemudian dihubungkan dengan
kondisi lapangan, sehingga dalam penyusunan. Tugas akhir ini selain dilakukan
hasil data laboratorium dilakukan pula analisis data lapangan atau data primer.
Penulis berharap penelitian Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi,
menambah atau memperbaharui wawasan yang bermanfaat bagi pembaca. Selain
itu penulis juga berharap peletian Tugas Akhir ini dapat dipergunakan sebaikbaiknya untuk kepentingan riset ke depan dalam rangka penerapan ilmu geologi
dalam kehidupan sehari-hari.
Semarang, September 2017
Penulis

vi

HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH
Selama penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan
dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk
itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada:
1. Allah SWT atas segala anugerah, rahmat, dan kelimpahanNya dalam
menjalani kehidupan serta yang telah memberikan petunjuk maupun
kemudahan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Segenap keluarga tercinta, Tsukasa Sato dan Rika Ayu Astuti atas segala
doa, dukungan moril maupun materil, motivasi serta kasih sayangnya
kepada penulis.
3. Bapak Ir. Hadi Nugroho, Dipl. EGS, MT. dan Bapak Najib, ST., M.Eng,
Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi, Universitas Diponegoro
periode sebelumnya dan periode saat ini atas dukungan akademis selama
berkuliah di Teknik Geologi Undip.
4. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT., atas arahan akademis sebagai dosen wali
selama berkuliah di Teknik Geologi Undip.
5. Bapak Yoga Aribowo, ST., MT. dan Bapak Ahmad Syauqi Hidayatillah,
ST., MT., selaku dosen pembimbing I dan dosen pembimbing II yang telah
banyak memberikan kritikan dan masukan dalam penyusunan Tugas Akhir

ini.
6. Segenap dosen, pegawai kampus, mahasiswa dan alumni Teknik Geologi
Universitas Diponegoro atas segala pelayanan dan bantuannya selama ini.
7. Muhammad Afkarul Haq, ST., Nindyan Agna Ramadhan, ST.,
Muhammad Alamshah, Aulia Bunga Arini, dan Tri Omega Pahlawan, ST.,
selaku teman ketika pengambilan data lapangan., teman seperjuangan
tugas akhir, maupun teman bertukar pikiran saat penyusunan laporan
Tugas Akhir.
8. Deviana Shinta Maulana, ST., Mahira Anaqah Huwaina, ST., Anisa Nevi
Saerina teman satu kost yang selalu memberikan dukungan dalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
9. Teman-teman Teknik Geologi angkatan 2013 serta seluruh warga HMTG
MAGMADIPA atas persaudaraan, keakraban dan kehangatan selama
empat tahun belakangan ini.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis baik langsung maupun tidak
langsung, selama pengerjaan tugas akhir ini, yang tidak dapat penulis
sebutkan satu per satu.

Semarang, September 2017
Penulis

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Untuk Mama dan Papa
Tercinta

viii

SARI
Dieng merupakan salah satu kawasan vulkanik aktif di Indonesia yang
memiliki potensi panasbumi sangat besar, banyak manifestasi yang dijumpai di
lapangan dengan karakteristik yang cukup beragam seperti kolam lumpur, kawah,
mataair panas, mataair hangat, batuan yang teralterasi, fumarol, endapan travertin,
endapan sinter silika, telaga dan lain-lain. Sebaran dari manifestasi di Dieng ini
juga sangat luas dari dataran tinggi dieng hingga ke kota Wonosobo, Banjarnegara
dan sekitarnya. Selain itu sturktur geologi di daerah ini juga sangat kompleks.
Kedua hal tersebut menyebabkan beberapa peneliti melakukan analisis guna
mengetahui pembagian sistem panasbumi di Dieng, namun hanya di daerah

Kaldera Tua Dieng yang dinilai memiliki nilai prospektivitas produksi tinggi.
Analisis sistem panasbumi ini dilakukan dengan studi geokimia fluida
khususnya air panas yang berasal dari manifestasi dan persebarannya, sehingga
dapat diketahui apakah manifetasi tersebut berasal dari sumber maupun sistem
panasbumi yang sama. Analisis geokimia yang digunakan antara lain adalah
anion, kation, entalpi-Cl-, geothermometer dan Cl--B+-Li+. Ketika melakukan
interpretasi pembagian sistem panasbumi selain digunakan data primer yaitu hasil
analisis geokimia yang telah disebutkan sebelumnya ditambahkan pula data
sekunder berupa data geofisika dengan metode gravity dan magneto-telluric.
Setelah dilakukan analisis geokimia pada fluida, terdapat empat jenis air
pada daerah penelitian ini yaitu air bikarbonat pada sampel manifestasi di daerah
Bitingan Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, air asam
sulfida pada sampel manifestasi di daerah kawah Sikidang, kawah
Chandradimuka, Manggisan, air asam sulfat bikarbonat pada kawah Sileri, dan air
asam sulfida-klorida pada sampel manifestasi di daerah Pulosari. Diagram ternary
kation menunjukkan bahwa semua sampel memiliki konsentrasi Mg2+ yang cukup
banyak, mencirikan telah terjadi percampuran air magmatik dengan meteorik dan
interaksi antara fluida dan batuan beku. Faktor yang mempengaruhi sistem
panasbumi di daerah pemetaan adalah karakteristik fluida, karakteristik
manifestasi, konsentrasi Cl-, B+, Li+, hubungan entalpi-Cl-, isotope stabil ∂

Deuterium (∂2H) dan ∂18O, pelurusan, serta data geofisika berupa gravity dan
magneto-telluric. Dengan memperhatikan faktor tersebut diinterpretasikan
terdapat enam sistem panasbumi yang berbeda yaitu sistem panasbumi area
Sikidang, sistem panasbumi area Chandradimuka, sistem panasbumi area Sileri,
sistem panasbumi area Pulosari-Pejawaran, sistem panasbumi area Wanayasa, dan
sistem panasbumi area Pakuwaja.
Kata kunci: Sistem Panasbumi Area Dieng Kabupaten Wonosobo-Banjarnegara,
Analisis Geokimia Fluida, Pembagian Sistem Panasbumi.

ix

ABSTRACT
Dieng is one of the most active volcanic area in Indonesia that has huge
geothermal potential, many manifestations encountered in the field with quite
diverse characteristics such as mud pools, craters, hot springs, warm springs,
alterated rocks, fumaroles, travertine deposits, sinter silica deposits, lakes and
others. Distribution of the manifestations in Dieng are also very wide from the
plateau dieng to the city of Wonosobo, Banjarnegara and surrounding areas. In
addition, the geological structure in this area is also very complex. Both of these
causes some researchers to do analysis to determine the separation of geothermal

systems in Dieng, but only in the area of Old Caldera Dieng which is considered
to have a high prospective production value.
The analyze of this geothermal system carried out by geochemical studies
of fluids, especially hot water derived from manifestations and distribution, so it
can be known whether the manifestation comes from the same source and
geothermal system. Geochemical analyzes used include anions, cations, enthalpyCl-, geothermometers and Cl--B+-Li+. Interpret the separation of geothermal
systems other than the primary data used is the results of previous geochemical
analysis data also added secondary data which is geophysical data with gravity
and magneto-telluric method.
After geochemical fluids analysis, there are four types of water in this
research area, there are bicarbonate water in manifestation samples at Bitingan,
Siglagah, Pejawaran, Kali Bening, Wanayasa, Tegalsari, sulfide water in
manifestation samples at Sikidang Crater, Chandradimuka Crater, Manggisan,
sulfide-bicabonate water in manifestation sample at Sileri Crater, and sulfidechloride water in manifestation sample at Pulosari. From the ternary cations
diagram it is known that all samples have a considerable concentration of Mg2+
characterized by a mixture of magmatic water with meteoric water and the
interaction between geothermal fluids and igneous rocks. Factors affecting the
geothermal systems in the mapping area are fluid characteristics, characteristic
manifestations, correlations between Cl--B+-Li+, enthalpy-Cl-, ∂ Deuterium (∂2H)
and ∂18O stable isotope, lineament, and geophysical data of gravity and magnetotelluric. After considering of these factors, there are six different geothermal

systems, namely Sikidang geothermal system, Chandradimuka geothermal
system, Sileri geothermal system, Pulosari-Pejawaran geothermal system,
Wanayasa geothermal system, and Pakuwaja geothermal system.
Keywords: Geothermal System Dieng Wonosobo-Banjarnegara District,
Geochemical Fluid Analysis, Geothermal Systems Separation.

x

DAFTAR ISI
COVER.......................................................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ..................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................. v
KATA PENGANTAR ................................................................................................. vi
HALAMAN UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................ vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................. viii
SARI .............................................................................................................................. ix
ABSTRACT .................................................................................................................. x
DAFTAR ISI................................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

I.1

Latar Belakang
Error! Bookmark not defined.
I.2
Permasalahan
Error! Bookmark not defined.
I.3
Tujuan Penelitian
Error! Bookmark not defined.
I.4
Batasan Masalah
Error! Bookmark not defined.
I.5
Waktu dan Lokasi Penelitian
Error! Bookmark not defined.
I.6
Sistematika Penulisan
Error! Bookmark not defined.
I.7
Penelitian Terdahulu
Error! Bookmark not defined.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

II.1
II.2

Fisiografi dan Morfologi
Error! Bookmark not defined.
Geologi Regional
Error! Bookmark not defined.
xi

II.3
II.4
II.5
II.6

Struktur Geologi
Error! Bookmark not defined.
Kegiatan Gunungapi di Komplek Gunungapi Dieng
Error! Bookmark not defined.
Pengertian Panasbumi
Error! Bookmark not defined.
Jenis-jenis Sistem Panasbumi
Error! Bookmark not defined.
II.6.1 Sistem Panasbumi Berdasarkan Jenis Fluida Produksi
Error! Bookmark not defined.

II.6.2 Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur Fluida
Error! Bookmark not defined.

II.7
II.8

Jenis-jenis Fluida Panasbumi
Error! Bookmark not defined.
Geokimia Fluida Air
Error! Bookmark not defined.
II.8.1 Anion dan Kation
Error! Bookmark not defined.

II.8.2 Geothermometer Unsur Terlarut
Error! Bookmark not defined.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

III.1 Hipotesis
Error! Bookmark not defined.
III.2 Metode Penelitian
Error! Bookmark not defined.
III.3 Alat dan Bahan Penelitian
Error! Bookmark not defined.
III.3.1 Peralatan Penelitian
Error! Bookmark not defined.

III.3.2 Bahan Penelitian
Error! Bookmark not defined.

III.4 Tahapan Penelitian
Error! Bookmark not defined.
III.5 Diagram Alir
Error! Bookmark not defined.
BAB VI PEMBAHASAN
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

IV.1 Manifestasi Panasbumi di Lokasi Pengamatan
Error! Bookmark not defined.
IV.1.1 Manifestasi Keluaran Fluida
Error! Bookmark not defined.

IV.1.2 Manifestasi Alterasi Batuan
Error! Bookmark not defined.

xii

IV.2 Analisis Kimia Fluida Air
Error! Bookmark not defined.
IV.2.1 Analisis Ion Balance Anion dan Kation
Error! Bookmark not defined.
IV.2.2 Analisis Karakteristik Fluida Panasbumi
Error! Bookmark not defined.
IV.2.3 Interaksi antara Fluida dan Lingkungan serta Perkiraan Reservoir
…………………………………………………………………………………………………………………Er
ror! Bookmark not defined.
IV.2.4 Isotop Stabil ∂ Deuterium dan ∂18O
Error! Bookmark not defined.
IV.3 Diskusi
Error! Bookmark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

V.1

Kesimpulan
Error! Bookmark not defined.
V.2 Saran
Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN I
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN II
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN III
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN VI
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN V
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN VI
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

xiii

LAMPIRAN VII
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

LAMPIRAN VIII
........................................................................................................................................ Erro
r! Bookmark not defined.

xiv

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fisiografi Pulau Jawa (Van Bemmelen, 1949 dalam ESDM, 2010)
................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.2 Stratigrafi Regional Daerah Penelitian menurut Condon dkk. (1996)
................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.3 Ilustrasi Komponen Panasbumi menurut Dickson dan Fanelli (2004)
................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.4 Diagram Ternary Geokima Air Berdasarkan Unsur (a) Anion Utama
(b) Kation Utama menurut Giggenbach (1988) ..... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2.5 Pembagian Suhu Silika (Nicholson, 1993) ..... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2.6 Diagram Ternary Na+-K+-Mg2+ (Giggenbach, 1988) ............... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2.7 Diagram Geothermometer Na+/K+ (Nicholson, 1993) ............. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2.8 Diagram Geothermometer Na+-K+-Ca2+ dan Koreksi Mg2+
(Nicholson, 1993)................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.1 Peta Persebaran Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten
Wonosobo-Banjaregara .......................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.2 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 1 ............. Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.3 Manifestasi Mataair Hangat H-WN 2 ............. Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.4 Manifestasi Aliran Air Hangat H-KB 2 .......... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.5 Manifestasi Aliran Air Panas H-BT 2 (Haq, 2017)Error! Bookmark
not defined.
Gambar 4.6 Manifestasi Mataairpanas pada Kawah H-CD 1 (Haq, 2017) .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4.7 Manifestasi Mata Air Panas H-GI 1 (Haq, 2017) .. Error! Bookmark
not defined.
Gambar 4.8 Manifestasi Mataair Hangat H-MG 1 (Haq, 2017) Error! Bookmark
not defined.
Gambar 4.9 Manifestasi Mataair Panas H-TG 1 (Haq, 2017) ... Error! Bookmark
not defined.
Gambar 4.10 Manifestasi Mataair Panas H-TG 2 Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.11 Manifestasi Mataair Panas (a) dan Terdapat Endapan Mineral
Sinter Silika dan Travertine (b) H-PS 1 ................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.12 Manifestasi Mataair Panas dalam Kolam Lumpur H-SK 2 (Haq,
2017) ...................................................................... Error! Bookmark not defined.

xv

Gambar 4.13 Manifestasi Aliran Air Hangat (a) dan Endapan Mineral (b) AH-PJ
1 .............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.14 Manifestasi Fumarol F-CD 1 .......... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.15 Manifestasi Kolam Lumpur K-SI 2 Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.16 Telaga Merdada .............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.17 Manifestasi Mataair Dingin (a) dan Alterasi Batuan (b) di Telaga
Warna ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.18 Telaga Pengilon .............................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.19 Manifestasi Alterasi Batuan A-DI 1Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.20 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 1 ............ Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.21 Manifestasi Alterasi Batuan A-BT 3 ............ Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.22 Manifestasi Alterasi Batuan A-CD 1 ............ Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.23 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 1 ............ Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.24 Manifestasi Alterasi Batuan A-SK 2 ............ Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4.25 Manifestasi Alterasi Batuan (a) dan Fumarol (b) AF-SK 3 .... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4.26 Manifestasi Alterasi Batuan A-TI 1 Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.28 Lokasi Pengambilan Sampel Manifestasi Sistem Panabumi Dieng
Wilayah Wonosobo-Banjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium .. Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4.29 Hasil Pengeplotan Unsur Anion Cl-, HCO3-, dan SO42- dalam
Diagram Ternary oleh Giggenbach (1988) ............ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.30 Hasil Pengeplotan Unsur Kation K+, Na+, dan Mg+ dalam Diagram
Ternary oleh Giggenbach (1988) ........................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.31 Hasil Pengeplotan Unsur Kation Cl Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.32 Hasil Pengeplotan Perbandingan Unsur Cl- dan B+ dalam Diagram
B+/Cl- ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.33 Hasil Pengeplotan Perbandingan Konsentrasi Unsur Cl ........ Error!
Bookmark not defined.
∂18O (%) ................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.34 Hasil Pengeplotan Perbandingan Isotop ∂ Deuterium dan ∂ O18
................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.35 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten WonosoboBanjarnegara Berdasarkan Data Kimia .................. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.36 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng oleh Boedihardi, dkk (1991)
................................................................................ Error! Bookmark not defined.

xvi

Gambar 4.37 Data Geofisika Gravity (a) dan Magneto-Telluric (b) oleh
Boedihardi, dkk (1991) .......................................... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.38 Data Geofisika Magneto-Telluric oleh Layman E.B., dkk (2002)
................................................................................ Error! Bookmark not defined.
Gambar 4.39 Peta Penampalan Data Geofisika di Kaldera Tua Dieng ........ Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4.40 Pembagian Sistem Panasbumi Dieng Kabupaten WonosoboBanjarnegara .......................................................... Error! Bookmark not defined.

xvii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasfikasi Sistem Panasbumi Berdasarkan Temperatur (Dalam
Saptadji, 2001) ....................................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 2.2 Persamaan Koreksi Mg2+ untuk Geothermometer Na+-K+-Ca2+
(Nicholson, 1993)................................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4.1 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah WonosoboBanjarnegara .......................................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4.2 Klasifikasi Intensitas Alterasi (Browne 1991, dalam Corbett dan Leach
1998) ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4.11 Daftar Manifestasi Sistem Panasbumi Dieng Wilayah WonosoboBanjarnegara yang Dapat Dianalisis Di Laboratorium ........ Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4.12 Daftar Anion dan Kation Manifestasi Dieng Wilayah WonosoboBanjarnegara yang Dapat Dianalisis di Laboratorium ......... Error! Bookmark not
defined.
Tabel 4.13 Nilai Enatalpi Hasil Konfersi Temperatur Manifestasi ............... Error!
Bookmark not defined.
Tabel 4.14 Tabel Isotop ∂ Deuterium dan ∂18O .... Error! Bookmark not defined.

xviii