PENYELIDIKAN PENDAHULUAN PANAS BUMI KABUPATEN NUNUKAN, KABUPATEN BULUNGAN, DAN KABUPATEN MALINAU,PROVINSI KALIMANTAN TIMUR
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Penyelidikan Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan, dan Kabupaten Malinau, Provinsi Kalimantan Timur
Dahlan, Dikdik R., dan Edi M.
KP Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi
SARI
”Penyelidikan pendahuluan panas bumi yang dilakukan di Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan,
dan Kabupaten Malinau menemukan indikasi keberadaan potensi panas bumi di empat daerah, yaitu
daerah Sebakis, Sajau, Semolon, dan Mengkuasar. Indikasi tersebut ditandai dengan pemunculan mata
air panas dengan temperatur 51,2°C-90,1°C. Mata air panas tersebut muncul dari batuan sedimen dan
diperkirakan berkaitan dengan reservoir batuan sedimen.
Karakteristik mata air panas di daerah penyelidikan dicirikan oleh kandungan SiO2 rendah, Na+, Cl-,
dan HCO3- yang relatif tinggi. Pada umumnya sampel mata air panas tersebut termasuk tipe bikarbonat, kecuali sampel air panas Sajau yang bertipe klorida bikarbonat, yang mengindikasikan pengaruh
air permukaan yang cukup tinggi. Pembentukan sistem panas bumi di daerah penyelidikan diperkirakan
berkaitan dengan reservoir batuan sedimen. Berdasarkan data geologi daerah survei yang merupakan
bagian dari kraton Kalimantan yang batuan dasarnya atau basementnya merupakan batuan granit dan
ditutupi oleh pengendapan batuan sedimen yang sangat tebal yang kemudian diterobos oleh batuan beku
Tersier, maka terdapat 2 kemungkinan sistem panas bumi yang terbentuk, yaitu sistem radiogenik dan
sistem sirkulasi dalam.
Estimasi potensi panas bumi yang dilakukan terhadap keempat daerah panas bumi tersebut menunjukkan
potensi panas bumi di daerah panas bumi Sebakis sebesar 5 MWe, daerah panas bumi Sajau 10 Mwe,
daerah panas bumi Semolon 10 Mwe, dan daerah panas bumi Mengkuasar sebesar 5 MWe. Semua potensi
panas bumi tersebut termasuk dalam kelas sumber daya spekulatif. Dari keempat daerah prospek panas
bumi tersebut, daerah panas bumi Sajau menarik untuk dikaji lebih lanjut.
”
Kata kunci: survei pendahuluan, panas bumi kalimanatan timur
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
PENDAHULUAN
Metodologi
Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan dan
Kabupaten Malinau terletak di bagian utara
provinsi Kalimantan Timur (Gambar 1). Dari
tataan geologi yang ada, wilayah di kedua kabupaten tersebut tidak berada di jalur gunung
api yang merupakan daerah potensial bagi
keberadaan potensi sumber daya panas bumi.
Namun pada kenyataannya di ketiga kabupaten
tersebut dijumpai indikasi keberadaan sumber
daya panas bumi berupa pemunculan mata air
panas di daerah Sebakis, Sajau, Semolon dan
Mengkuasar. Selama ini, belum ada informasi
yang menjelaskan mengenai adanya penelitian kepanasbumian di kedua daerah tersebut.
Namun demikian beberapa penelitian kegeologian tercatat pernah dilakukan, antara lain oleh
Bemmelen (1939), Situmorang dan G. Burhan
(1995), Hidayat dkk. (1995), dan Wibowo, dkk.,
(2010). Uji petik yang dilakukan oleh Wibowo,
dkk. menunjukkan indikasi keberadaan potensi
panas bumi berupa pemunculan mata air panas
di daerah Sebakis, Sajau dan Semolon.
Penyelidikan panas bumi di Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan dan Kabupaten
Malinau dilakukan dengan metode penyelidikan geologi dan geokimia. Metode penyelidikan
geologi mempelajari sebaran batuan dan manifestasi panas bumi, serta beberapa parameter
geologi lain yang berperan terhadap pemunculan manifestasi dan pembentukan sumber daya
panas bumi yang ada. Metode ini dilakukan
melalui pengamatan, pengukuran langsung
gejala-gejala geologi, pengambilan contoh
batuan, dan analisis laboratorium (petrograi,
PIMA, dan fission track/K-Ar/X-Ray defraction).
Pemunculan mata air panas pada daerah
tersebut di atas menarik untuk dipelajari baik
dari sisi pembentukan sistem panas buminya
maupun sisi keprospekannya. Oleh karena
itu, dalam rangka mempelajari karakteristik sistem panas bumi di daerah tersebut dan
inventarisasi potensi panas bumi yang ada
dilakukan penyelidikan pendahuluan panas
bumi dengan menggunakan metode geologi
dan geokimia. Dari penyelidikan ini didapatkan
parameter-parameter kepanasbumian yang
akan menentukan tindak lanjut penyelidikan
kepanasbumian di daerah ini.
I.11
Sementara metode penyelidikan geokimia
mempelajari karakteristik fluida reservoir
panas bumi berdasarkan hasil pengamatan,
pengukuran dan analisis sampel mata air
panas dan mata air dingin yang dijumpai di daerah penyelidikan. Metode ini dilakukan melalui
pengamatan kenampakan gejala panas bumi,
pengukuran sifat isika manifestasi panas bumi,
pengambilan contoh air panas dan air dingin,
pengambilan contoh tanah dan udara tanah
pada kedalaman maksimal satu meter, dan
analisis laboratorium.
Geologi dan Manifestasi Permukaan
Daerah Panas Bumi Sebakis
Morfologi daerah panas bumi Sebakis didominasi oleh morfologi perbukitan bergelombang
lemah yang dicirikan oleh kemiringan lereng
lebih dari 5o dengan ketinggian lebih dari 50
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
meter di atas muka laut, menempati lebih
kurang 90% total daerah penyelidikan. Litologi
daerah panas bumi Sebakis (Gambar 2) adalah
batuan sedimen, yang terdiri dari perselingan
batu pasir, serpih dan lempung serta batuan
sedimen gamping. Secara umum batuan sedimen perselingan batu pasir, serpih dan lempung
memiliki jurus perlapisan kearah timur laut
dengan kemiringan berkisar antara 5 hingga
15o kearah tenggara. Struktur geologi yang teramati berupa sesar normal yang berarah relatif
barat-timur dengan blok sebelah selatan relatif
turun terhadap blok sebelah utara. Sesar normal ini diperkirakan mengontrol terbentuknya
manifestasi panas bumi berupa mata air panas
di daerah ini.
Manifestasi panas bumi yang ada berupa mata
air panas Sebakis yang berada di desa Srinanti,
kecamatan Semenggaris, Kabupaten Nunukan.
Lokasi tersebut berada pada area tambang
batu bara PT Pipit Mutiara Jaya, tepatnya pada
koordinat 524362 mT dan 450490 mU dengan
temperatur air panas 51,2oC, debit sekitar 1,2
liter/detik, pH 6,43, dan daya hantar listrik 1465
mS/cm.
Daerah Panas Bumi Sajau
Morfologi daerah panas bumi Sajau terdiri dari
morfologi pedataran, perbukitan bergelombang
lemah dan perbukitan bergelombang sedang.
Satuan morfologi perbukitan bergelombang
lemah menempati lebih kurang 70% dari total
area.
Litologi batuan daerah panas bumi Sajau tersusun oleh batuan sedimen yang terdiri dari
perselingan batu pasir kuarsa, serpih, dan
lempung (Gambar 3). Struktur geologi yang
berkembang berupa struktur Sesar Normal
berarah relatif baratlaut-tenggara, dimana
bagian timurlaut relatif turun terhadap bagian
baratdaya. Keberadaan sesar ini sangat jelas
terlihat pada peta DEM yang ditandai oleh
kelurusan yang memanjang sesuai arah jurus
sesarnya, dan kemungkinan besar struktur
sesar ini adalah kontrol utama pembentukan
manifestasi panas bumi di permukaan.
Manifestasi panas bumi daerah Sajau berupa
pemunculan beberapa mata air panas yang
muncul saling berdekatan di tepi anak sungau
Sajau sepanjang kurang lebih 50 meter, yaitu
di antara desa Tanjung Agung dan desa Sajau,
Kecamatan Tanjung Palas Timur, Kabupaten
Bulungan. Mata air panas dengan temperatur
tertinggi muncul pada koordinat 554287 mT
dan 296402 mU. Temperatur air berkisar antara
57,5oC – 90,1oC dengan pH 7,72, debit 1 liter/
menit dan daya hantar listrik 9300 mS/cm.
Daerah Panas Bumi Semolon
Morfologi daerah panas bumi Semolon terbagi
menjadi satuan morfologi perbukitan terjal, satuan morfologi perbukitan bergelombang lemah
– sedang dan satuan pedataran. Satuan morfologi perbukitan terjal menempati lebih kurang
60% dari total areal, tersebar di seluruh areal
penyelidikan, dicirikan oleh kemiringan lereng
lebih dari 40o dengan elevasi lebih dari 100
meter diatas muka laut. Litologi batuan (Gambar 4) tersusun oleh dua satuan batuan, yaitu
perselingan batu pasir dan lempung yang berumur Eosen dan endapan permukaan berupa
endapan aluvial yang berumur Resen. Struktur
geologi yang berkembang berupa sesar nor-
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
mal yang berarah relatif baratlaut-tenggara
yang diperkirakan mengontrol pembentukan
manifestasi di daerah ini. Manifestasi tersebut berupa pemunculan mata air panas di tepi
sungai Yo sepanjang kurang lebih 150 meter.
Temperatur mata air panas berkisar antara
51,4°C - 60,2°C dan pH relatif netral yaitu 6,91
hingga 7,07, dan debit 0,1-1 liter/detik.
Daerah Panas Bumi Mengkuasar
Morfologi daerah Mengkuasar terdiri dari
morfologi perbukitan terjal, perbukitan bergelombang sedang dan pedataran. Satuan
perbukitan bergelombang sedang menempati
lebih kurang 60% area, tersebar di sebelah
barat dan timur lokasi, dicirikan oleh kemiringan lereng antara 5 hingga 30 o dengan
ketinggian antara 50 hingga 100 meter di atas
muka laut. Litologi batuan (Gambar 5) terdiri
dari tiga satuan batuan, yaitu perselingan batu
pasir dan lempung yang berumur Eosen, yang
diterobos oleh batuan beku basalt serta endapan permukaan berupa endapan aluvial yang
berumur Resen. Hasil pentarikh-an dengan
metode jejak belah (fission track) menunujukkan bahwa batuan beku basalt berumur 10 ±
0,1 juta tahun atau Miosen Tengah. Struktur
geologi yang berkembang berupa sesar normal
yang berarah relatif baratlaut-tenggara yang
diperkirakan berfungsi sebagai kontrol pembentukan manifestasi di daerah ini. Manifestasi
tersebut terdiri dari pemunculan mata air panas
Mengkuasar, dengan temperatur 60,5°C dan pH
relatif netral yaitu 6,79.
Karakteristik Kimia Air Panas
I.11
Enam buah sampel air panas dan dua sampel
air dingin diambil dalam penyelidikan ini.
Hasil analisis laboratorium terhadap kandungan kimia air panas dan air dingin ditunjukkan
pada Tabel 1. Hasil analisis laboratorium terhadap sampel daerah panas bumi Sebakis,
Sajau, Semolon dan Mengkuasar menunjukkan
kesetimbangan ion berada pada rentang 0,23
– 4,69%. Dengan demikian hasil analisis laboratorium tersebut secara umum dapat digunakan
untuk tahapan analisis selanjutnya. Hasil analisis laboratorium menunjukkan sampel air
panas di daerah panas bumi Sebakis, Sajau,
Semolon dan Mengkuasar pada umumnya
memiliki kandungan senyawa silika yang kecil,
rata-rata kurang dari 80 mg/L kecuali pada
mata air panas Sajau dengan konsentrasi
132,47 mg/L. Sementara konsentrasi Na+, Cl-,
dan HCO3- pada umumnya relatif tinggi, dan
untuk mata air panas Sajau konsentrasi SO42juga relatif tinggi.
Hasil plot pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3
sebagaimana terlihat pada Gambar 6 menunjukkan air panas Sajau termasuk dalam tipe
klorida bikarbonat, sementara air panas Sebakis, Semolon, dan Mengkuasar termasuk tipe
bikarbonat. Plot pada diagram segitiga NaK-Mg menunjukkan bahwa sampel air panas
Sajau, Semolon dan Mengkuasar berada pada
zona kesetimbangan sebagian (partial equilibrium). Diagram segitiga Cl-Li-B menunjukkan
mata air panas Semolon 3 berada mendekati
sudut Cl dengan perbandingan Cl/B yang lebih
besar dibandingkan mata air panas daerah
Semolon lainnya. Sementara mata air panas
Sajau, Sebakis, dan Mengkuasar berada di
tengah diantara sudut Cl dan B. Hal ini menunjukkan bahwa hampir semua pemunculan mata
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
air panas tersebut dipengaruhi oleh lingkungan
pemunculannya, yaitu di batuan sedimen. Dilihat dari perbandingan Li/B, terlihat bahwa air
panas Sajau memiliki nilai perbandingan Li/B
yang relatif lebih besar dibandingkan mata air
panas yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa
air panas Sajau terbentuk pada lingkungan
dengan temperatur yang lebih tinggi, hal ini
dikarenakan transfer Li dari batuan ke dalam
air memerlukan reaksi luida dan batuan yang
intensif pada temperatur tinggi (Giggenbach,
dkk., 1993).
Asal Fluida Panas
Air panas Sebakis menunjukkan karakteristik
kimia yang menyerupai air permukaan dimana
konsentrasi SiO 2 yang rendah, sementara
Ca2+, Mg2+, dan HCO3- yang tinggi. Hal tersebut
didukung hasil plot pada diagram segitiga SO4Cl-HCO3 yang menunjukkan tipe air bikarbonat
dan diagram Na-K-Mg yang menunjukkan
daerah immature water. Diagram segitiga ClLi-B juga menunjukkan perbandingan Li/B
yang rendah yang menunjukkan bahwa luida
bukan berasal dari lingkungan dengan temperatur tinggi. Perbandingan nilai Cl/B yang
hampir sama dengan nilai B/Cl diperkirakan
akibat pembentukan air panas yang berada di
lingkungan sedimen dan juga akibat adanya
pengaruh air laut. Hasil analisis isotop sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7 juga
menunjukkan kandungan isotop δ 18O yang
lebih kecil dibandingkan air meteorik, dimana
hal ini kemungkinan diakibatkan oleh adanya
reaksi antara batuan dengan air laut atau air
formasi pada temperatur sedang atau rendah. Berdasarkan pertimbangan di atas maka
diperkirakan fluida panas di daerah Sebakis
berasal dari air formasi yang bereaksi dengan
batuan kemudian keluar ke permukaan melalui
struktur atau rekahan yang ada.
Air panas Sajau menunjukkan karakteristik
kimia yang menyerupai air panas yang muncul pada daerah vulkanik, seperti memiliki
kandungan SiO2, Cl-, SO42-, dan F- yang relatif
tinggi. Namun demikian pengaruh lingkungan
pemunculannya yang berada di lingkungan sedimen juga tercermin dari tingginya konsentrasi
boron. Hasil analisis diagram segitiga SO4-ClHCO3 menunjukkan tipe klorida bikarbonat dan
pada diagram Na-K-Mg menunjukkan daerah
kesetimbangan sebagian (partial equilibrium).
Hal ini mengindikasikan bahwa air panas Sajau
berasal dari hasil reaksi antara luida dan batuan pada temperatur relatif tinggi. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan bahwa air
panas Sajau memiliki nilai perbandingan Li/B
yang relatif lebih besar dibandingkan mata air
panas yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa
air panas Sajau terbentuk pada lingkungan
dengan temperatur yang lebih tinggi. Hal ini
dikarenakan transfer Li dari batuan ke dalam
air memerlukan reaksi luida dan batuan yang
intensif pada temperatur tinggi (Giggenbach,
dkk., 1993). Sementara hasil analisis isotop
juga menunjukkan adanya pengayaan isotop
δ18O dan Deuterium. Hal ini dapat diperkirakan karena air panas Sajau terbentuk melalui
proses steam heating ataupun berupa air panas
yang mengalami evaporasi pada saat air panas
muncul di permukaan. Berdasarkan pertimbangan di atas maka diperkirakan fluida
panas di daerah Sajau berasal dari air meteorik yang mengalami reaksi kesetimbangan
dengan batuan pada temperatur relatif tinggi
dan kemudian muncul ke permukaan melalui
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
struktur atau rekahan yang ada.
Karakteristik air panas Semolon ditunjukkan oleh adanya konsentrasi natrium, klorida,
boron, dan bikarbonat tinggi, serta silika yang
tidak begitu tinggi, boron. Hasil analisis diagram segitiga SO4-Cl-HCO3 yang menunjukkan
air tipe bikarbonat dan diagram Na-K-Mg yang
mendekati zona immature water namun masih
masuk dalam zona partial equilibrium. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan perbandingan Li/B yang sangat rendah yang menunjukkan
bahwa fluida bukan berasal dari lingkungan
dengan temperatur tinggi. Variasi nilai Cl/B
antara mata air panas Semolon 3 dengan semolon 1 dan 2 diperkirakan akibat perbedaan
derajat interaksi luida dengan batuan sedimen
di sekitarnya dan juga derajat percampuran
dengan air laut. Hasil analisis isotop juga menunjukkan air panas daerah Semolon berada
mendekati garis global meteoric water line yang
menunjukkan bahwa air panas tersebut berasal
dari air meteorik. Nilai shifting isotop oksigen
sebesar 0,4‰ mengindikasikan bahwa telah
terjadi kesetimbangan dengan batuan sekitar.
Kecilnya nilai shifting tersebut diperkirakan
karena air panas Semolon berada pada lingkungan batuan yang berumur tua. Berdasarkan
pertimbangan di atas maka diperkirakan luida
panas di daerah Semolon berasal dari air meteorik yang bereaksi dengan batuan kemudian
keluar ke permukaan melalui struktur atau
rekahan yang ada.
Air panas Mengkuasar menunjukkan karakteristik kimia yang menyerupai air permukaan.
Hal tersebut didukung oleh hasil analisis diagram segitiga SO4-Cl-HCO3 yang menunjukkan
air tipe bikarbonat dan diagram Na-K-Mg yang
I.11
mendekati zona immature water namun masih
masuk dalam zona partial equilibrium. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan perbandingan Li/B yang rendah yang menunjukkan bahwa
luida bukan berasal dari lingkungan dengan
temperatur tinggi. Perbandingan nilai Cl/B yang
relatif kecil diperkirakan akibat pembentukan
air panas yang berada di lingkungan sedimen.
Hasil analisis isotop juga menunjukkan kandungan isotop δ18O yang lebih kecil dibandingkan
air meteorik, dimana hal ini kemungkinan
diakibatkan oleh adanya reaksi antara batuan
dengan air laut atau air formasi pada temperatur sedang atau rendah. Berdasarkan
pertimbangan di atas maka diperkirakan luida
panas di daerah Mengkuasar berasal dari air
formasi yang bereaksi dengan batuan kemudian keluar ke permukaan melalui struktur
atau rekahan yang ada.
Perkiraan Temperatur Reservoir
Salah satu informasi penting yang diharapkan
dapat diperoleh melalui penyelidikan geokimia
panas bumi adalah suhu bawah permukaan
(suhu reservoir). Beberapa pendekatan (geotermometer) digunakan untuk memperkirakan
suhu reservoir tersebut baik dengan menggunakan konsentrasi ion terlarut dalam air, isotop,
maupun konsentrasi gas. Dalam estimasi temperatur reservoir daerah panas bumi Sebakis,
Sajau, Semolon, dan Mengkuasar ini digunakan
geotermometer silika dan Na-K. Hasil estimasi
tersebut menunjukkan temperatur reservoir
daerah panas bumi Sebakis sekitar 75oC, Sajau
146oC, Semolon 122oC, dan Mengkuasar 90oC.
Sistem Panas Bumi
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Pembentukan sistem panas bumi di daerah
survei diperkirakan berkaitan dengan reservoir batuan sedimen. Pada reservoir batuan
sedimen ini ada beberapa kemungkinan proses
terbentuknya sistem panas bumi. Berdasarkan
data geologi daerah survei yang merupakan
bagian dari kraton Kalimantan yang batuan
dasarnya atau basementnya merupakan batuan
granit dan ditutupi oleh pengendapan batuan
sedimen yang sangat tebal yang kemudian
diterobos oleh batuan beku Tersier, maka ada
2 kemungkinan sistem panas bumi yang terbentuk, yaitu sistem radiogenik dan sistem
sirkulasi dalam.
Sistem radiogenik terbentuk ketika terjadi
peluruhan alamiah unsur radioaktif (thorium,
potassium,uranium) yang banyak ditemukan pada batuan beku granitik dan kemudian
memanasi air meteorik yang masuk di kedalaman (Anderson & Lund, 1979).
Sistem sirkulasi dalam merupakan hasil
dari sirkulasi dalam air meteorik sepanjang
zona sesar atau zona rekahan pada daerah
yang memiliki heat flow yang tinggi (Anderson & Lund, 1979). Pembentukan sistem ini
berasosiasi dengan aktivitas sesar pada pola
extensional dimana sumber panas diperkirakan
berhubungan dengan peningkatan gradien termal di kedalaman.
Dengan mempertimbangkan keadaan geologi
dan data geokimia yang diperoleh, proses
pembentukan sistem panas bumi di daerah
Sebakis diperkirakan berkaitan dengan sistem
radiogenik. Untuk daerah panas bumi Semolon lebih cenderung berkaitan dengan sistem
sirkulasi dalam, sedangkan sistem panas
bumi daerah Sajau dan Semolon diperkirakan
berkaitan dengan sistem sirkulasi dalam dan
magmatisme, hal ini berkaitan dengan adanya
konsentrasi gas H2S di kedua manifestasinya,
hanya kita belum bisa mengetahui seberapa
jauh pengaruh magmatisme dalam pembentukan kedua sistem panas bumi tersebut.
Kesimpulan
Berdasarkan data-data yang ada, pembentukan
sistem panas bumi daerah Sajau dan Semolon
diperkirakan berkaitan dengan proses sirkulasi
dalam dan magmatisme, sementara untuk sistem panas bumi daerah Sebakis diperkirakan
berkaitan dengan sistem radiogenik dan sistem
panas bumi Mengkuasar kemungkinan besar
hanya berkaitan dengan sistem sirkulasi dalam.
Namun demikian, perlu dilakukan penelitian
yang lebih mendalam untuk mengetahui pembentukan sistem panas bumi di keempat daerah
tersebut. Studi terkait keberadaan gas H2S pada
sistem panas bumi Sajau dan Semolon perlu
dilakukan untuk mempelajari pengaruh magmatisme di kedua sistem panas bumi tersebut.
PUSTAKA
Anderson, D.N. and J.W. Lund (Editors), 1979.
Direct Utilization of Geothermal Energy: A Technical Handbook, SpecialReport No. 7, Geothermal
Resoureces Council, Davis,CA, 250 p.
Giggenbach, dkk., 1993, Isotopic and Chemical
Composition of Waters and Gases from The East
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Coast Accretionary Prism, New Zealand, Proceedings of the final Research Co-ordination
Meeting on the Application of Isotope and Geochemical Techniques to Geothermal Exploration
in the Middle East, Asia, the Paciic and Africa,
Philipines.
Hidayat, S. dkk. 1995, Geologi lembar Tanjung
Redeb, Kalimantan. Publ. P3G Bandung
lidikan Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten
Nunukan, Kabupaten Bulungan dan Kabupaten
Malinau, Pusat Sumber Daya Geologi (unpublished report)
Wibowo, A. E. A., dkk., 2010, Uji petik non vulkanik Kalimantan bagian Timur , Pusat Sumber
Daya Geologi (unpublished report)
Nicholson, Keith, 2003, Geothermal Fluids :
Chemistry and Exploration Technique, Springer
Verlag, Inc, Berlin
Situmorang, R.L. dan G. Burhan, 1995, Geologi
lembar Tarakan dan Sebatik, Kalimantan. Publ.
P3G, Bandung
Tim Penyelidikan Pendahuluan, 2011, Penye-
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 1. Peta lokasi daerah penyelidikan
Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi Sebakis
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 3. Peta geologi daerah panas bumi Sajau
Gambar 4. Peta geologi daerah panas bumi Semolon
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 5. Peta geologi daerah panas bumi Mengkuasar
Gambar 6. Plot sampel air panas daerah panas bumi Kabupaten Nunukan, Bulungan dan
Malinau pada diagram segitiga kimia
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 7. Plot hubungan δ18O (‰) dan δ2H (deuterium, D) (‰) air panas daerah Sebakis, Sajau,
Semolon dan Mengkuasar
Gambar 8. Sistem panas bumi Radiogenik (Anderson &Lund, 1979)
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 9. Sistem panas bumi sirkulasi dalam (Anderson & Lund, 1979)
Tabel 1. Hasil analisis kimia sampel air panas dan air dingin
Parameter
AP
Sebakis
AP Sajau
AS
AP
AP
AP
Apan
Semolon 1
Semolon 2
Semolon 3
AS Yo
AP
Mengkuasar
pH
9.42
8.57
9.27
9.27
7.11
8.02
7.83
7.55
DHL/ EC
622
2330
521
1964
2410
2050
298
1421
TDS
SiO2
22.14
132.47
33.50
75.68
80.55
74.06
20.52
35.12
B
1.95
34.34
3.27
19.78
26.42
7.21
21.68
4.42
Al3+
0.07
0.00
0.00
0.07
0.00
0.07
0.00
0.00
Fe3+
0.10
0.01
0.14
2.38
0.83
0.20
0.03
0.10
Ca2+
72.60
15.72
41.70
46.10
63.10
45.90
4.02
28.87
Mg2+
5.92
0.73
3.60
9.44
15.05
10.10
1.27
6.71
Na+
101.60
923.10 87.50
754.70
1049.30
820.50
1.13
456.90
K+
2.46
39.38
5.40
24.49
35.02
28.71
0.27
0.27
Li+
0.09
3.22
0.15
0.07
0.05
0.07
1.39
0.19
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
I.11
As3+
0.00
0.00
0.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
NH4+
0.66
23.52
0.77
5.77
8.37
5.74
0.02
5.49
F-
0.00
3.61
0.48
0.00
0.81
0.15
0.64
0.97
Cl-
48.86
872.83 90.24
438.35
577.51
480.10
1.00
62.62
SO42-
2.00
488.04 69.96
2.00
2.00
2.00
2.00
0.00
HCO3-
401.38
761.07 177.98
1511.02
2105.42
1620.90
26.95
1209.19
CO3=
33.84
19.09
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
meq cation
8.65
43.77
6.43
37.00
51.44
39.89
0.56
22.21
meq anion
9.13
48.08
6.94
37.17
50.88
40.16
0.55
21.63
ion balance
-2.65
-4.69
-3.87
-0.23
0.55
-0.33
1.70
1.31
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Penyelidikan Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan, dan Kabupaten Malinau, Provinsi Kalimantan Timur
Dahlan, Dikdik R., dan Edi M.
KP Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi
SARI
”Penyelidikan pendahuluan panas bumi yang dilakukan di Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan,
dan Kabupaten Malinau menemukan indikasi keberadaan potensi panas bumi di empat daerah, yaitu
daerah Sebakis, Sajau, Semolon, dan Mengkuasar. Indikasi tersebut ditandai dengan pemunculan mata
air panas dengan temperatur 51,2°C-90,1°C. Mata air panas tersebut muncul dari batuan sedimen dan
diperkirakan berkaitan dengan reservoir batuan sedimen.
Karakteristik mata air panas di daerah penyelidikan dicirikan oleh kandungan SiO2 rendah, Na+, Cl-,
dan HCO3- yang relatif tinggi. Pada umumnya sampel mata air panas tersebut termasuk tipe bikarbonat, kecuali sampel air panas Sajau yang bertipe klorida bikarbonat, yang mengindikasikan pengaruh
air permukaan yang cukup tinggi. Pembentukan sistem panas bumi di daerah penyelidikan diperkirakan
berkaitan dengan reservoir batuan sedimen. Berdasarkan data geologi daerah survei yang merupakan
bagian dari kraton Kalimantan yang batuan dasarnya atau basementnya merupakan batuan granit dan
ditutupi oleh pengendapan batuan sedimen yang sangat tebal yang kemudian diterobos oleh batuan beku
Tersier, maka terdapat 2 kemungkinan sistem panas bumi yang terbentuk, yaitu sistem radiogenik dan
sistem sirkulasi dalam.
Estimasi potensi panas bumi yang dilakukan terhadap keempat daerah panas bumi tersebut menunjukkan
potensi panas bumi di daerah panas bumi Sebakis sebesar 5 MWe, daerah panas bumi Sajau 10 Mwe,
daerah panas bumi Semolon 10 Mwe, dan daerah panas bumi Mengkuasar sebesar 5 MWe. Semua potensi
panas bumi tersebut termasuk dalam kelas sumber daya spekulatif. Dari keempat daerah prospek panas
bumi tersebut, daerah panas bumi Sajau menarik untuk dikaji lebih lanjut.
”
Kata kunci: survei pendahuluan, panas bumi kalimanatan timur
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
PENDAHULUAN
Metodologi
Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan dan
Kabupaten Malinau terletak di bagian utara
provinsi Kalimantan Timur (Gambar 1). Dari
tataan geologi yang ada, wilayah di kedua kabupaten tersebut tidak berada di jalur gunung
api yang merupakan daerah potensial bagi
keberadaan potensi sumber daya panas bumi.
Namun pada kenyataannya di ketiga kabupaten
tersebut dijumpai indikasi keberadaan sumber
daya panas bumi berupa pemunculan mata air
panas di daerah Sebakis, Sajau, Semolon dan
Mengkuasar. Selama ini, belum ada informasi
yang menjelaskan mengenai adanya penelitian kepanasbumian di kedua daerah tersebut.
Namun demikian beberapa penelitian kegeologian tercatat pernah dilakukan, antara lain oleh
Bemmelen (1939), Situmorang dan G. Burhan
(1995), Hidayat dkk. (1995), dan Wibowo, dkk.,
(2010). Uji petik yang dilakukan oleh Wibowo,
dkk. menunjukkan indikasi keberadaan potensi
panas bumi berupa pemunculan mata air panas
di daerah Sebakis, Sajau dan Semolon.
Penyelidikan panas bumi di Kabupaten Nunukan, Kabupaten Bulungan dan Kabupaten
Malinau dilakukan dengan metode penyelidikan geologi dan geokimia. Metode penyelidikan
geologi mempelajari sebaran batuan dan manifestasi panas bumi, serta beberapa parameter
geologi lain yang berperan terhadap pemunculan manifestasi dan pembentukan sumber daya
panas bumi yang ada. Metode ini dilakukan
melalui pengamatan, pengukuran langsung
gejala-gejala geologi, pengambilan contoh
batuan, dan analisis laboratorium (petrograi,
PIMA, dan fission track/K-Ar/X-Ray defraction).
Pemunculan mata air panas pada daerah
tersebut di atas menarik untuk dipelajari baik
dari sisi pembentukan sistem panas buminya
maupun sisi keprospekannya. Oleh karena
itu, dalam rangka mempelajari karakteristik sistem panas bumi di daerah tersebut dan
inventarisasi potensi panas bumi yang ada
dilakukan penyelidikan pendahuluan panas
bumi dengan menggunakan metode geologi
dan geokimia. Dari penyelidikan ini didapatkan
parameter-parameter kepanasbumian yang
akan menentukan tindak lanjut penyelidikan
kepanasbumian di daerah ini.
I.11
Sementara metode penyelidikan geokimia
mempelajari karakteristik fluida reservoir
panas bumi berdasarkan hasil pengamatan,
pengukuran dan analisis sampel mata air
panas dan mata air dingin yang dijumpai di daerah penyelidikan. Metode ini dilakukan melalui
pengamatan kenampakan gejala panas bumi,
pengukuran sifat isika manifestasi panas bumi,
pengambilan contoh air panas dan air dingin,
pengambilan contoh tanah dan udara tanah
pada kedalaman maksimal satu meter, dan
analisis laboratorium.
Geologi dan Manifestasi Permukaan
Daerah Panas Bumi Sebakis
Morfologi daerah panas bumi Sebakis didominasi oleh morfologi perbukitan bergelombang
lemah yang dicirikan oleh kemiringan lereng
lebih dari 5o dengan ketinggian lebih dari 50
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
meter di atas muka laut, menempati lebih
kurang 90% total daerah penyelidikan. Litologi
daerah panas bumi Sebakis (Gambar 2) adalah
batuan sedimen, yang terdiri dari perselingan
batu pasir, serpih dan lempung serta batuan
sedimen gamping. Secara umum batuan sedimen perselingan batu pasir, serpih dan lempung
memiliki jurus perlapisan kearah timur laut
dengan kemiringan berkisar antara 5 hingga
15o kearah tenggara. Struktur geologi yang teramati berupa sesar normal yang berarah relatif
barat-timur dengan blok sebelah selatan relatif
turun terhadap blok sebelah utara. Sesar normal ini diperkirakan mengontrol terbentuknya
manifestasi panas bumi berupa mata air panas
di daerah ini.
Manifestasi panas bumi yang ada berupa mata
air panas Sebakis yang berada di desa Srinanti,
kecamatan Semenggaris, Kabupaten Nunukan.
Lokasi tersebut berada pada area tambang
batu bara PT Pipit Mutiara Jaya, tepatnya pada
koordinat 524362 mT dan 450490 mU dengan
temperatur air panas 51,2oC, debit sekitar 1,2
liter/detik, pH 6,43, dan daya hantar listrik 1465
mS/cm.
Daerah Panas Bumi Sajau
Morfologi daerah panas bumi Sajau terdiri dari
morfologi pedataran, perbukitan bergelombang
lemah dan perbukitan bergelombang sedang.
Satuan morfologi perbukitan bergelombang
lemah menempati lebih kurang 70% dari total
area.
Litologi batuan daerah panas bumi Sajau tersusun oleh batuan sedimen yang terdiri dari
perselingan batu pasir kuarsa, serpih, dan
lempung (Gambar 3). Struktur geologi yang
berkembang berupa struktur Sesar Normal
berarah relatif baratlaut-tenggara, dimana
bagian timurlaut relatif turun terhadap bagian
baratdaya. Keberadaan sesar ini sangat jelas
terlihat pada peta DEM yang ditandai oleh
kelurusan yang memanjang sesuai arah jurus
sesarnya, dan kemungkinan besar struktur
sesar ini adalah kontrol utama pembentukan
manifestasi panas bumi di permukaan.
Manifestasi panas bumi daerah Sajau berupa
pemunculan beberapa mata air panas yang
muncul saling berdekatan di tepi anak sungau
Sajau sepanjang kurang lebih 50 meter, yaitu
di antara desa Tanjung Agung dan desa Sajau,
Kecamatan Tanjung Palas Timur, Kabupaten
Bulungan. Mata air panas dengan temperatur
tertinggi muncul pada koordinat 554287 mT
dan 296402 mU. Temperatur air berkisar antara
57,5oC – 90,1oC dengan pH 7,72, debit 1 liter/
menit dan daya hantar listrik 9300 mS/cm.
Daerah Panas Bumi Semolon
Morfologi daerah panas bumi Semolon terbagi
menjadi satuan morfologi perbukitan terjal, satuan morfologi perbukitan bergelombang lemah
– sedang dan satuan pedataran. Satuan morfologi perbukitan terjal menempati lebih kurang
60% dari total areal, tersebar di seluruh areal
penyelidikan, dicirikan oleh kemiringan lereng
lebih dari 40o dengan elevasi lebih dari 100
meter diatas muka laut. Litologi batuan (Gambar 4) tersusun oleh dua satuan batuan, yaitu
perselingan batu pasir dan lempung yang berumur Eosen dan endapan permukaan berupa
endapan aluvial yang berumur Resen. Struktur
geologi yang berkembang berupa sesar nor-
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
mal yang berarah relatif baratlaut-tenggara
yang diperkirakan mengontrol pembentukan
manifestasi di daerah ini. Manifestasi tersebut berupa pemunculan mata air panas di tepi
sungai Yo sepanjang kurang lebih 150 meter.
Temperatur mata air panas berkisar antara
51,4°C - 60,2°C dan pH relatif netral yaitu 6,91
hingga 7,07, dan debit 0,1-1 liter/detik.
Daerah Panas Bumi Mengkuasar
Morfologi daerah Mengkuasar terdiri dari
morfologi perbukitan terjal, perbukitan bergelombang sedang dan pedataran. Satuan
perbukitan bergelombang sedang menempati
lebih kurang 60% area, tersebar di sebelah
barat dan timur lokasi, dicirikan oleh kemiringan lereng antara 5 hingga 30 o dengan
ketinggian antara 50 hingga 100 meter di atas
muka laut. Litologi batuan (Gambar 5) terdiri
dari tiga satuan batuan, yaitu perselingan batu
pasir dan lempung yang berumur Eosen, yang
diterobos oleh batuan beku basalt serta endapan permukaan berupa endapan aluvial yang
berumur Resen. Hasil pentarikh-an dengan
metode jejak belah (fission track) menunujukkan bahwa batuan beku basalt berumur 10 ±
0,1 juta tahun atau Miosen Tengah. Struktur
geologi yang berkembang berupa sesar normal
yang berarah relatif baratlaut-tenggara yang
diperkirakan berfungsi sebagai kontrol pembentukan manifestasi di daerah ini. Manifestasi
tersebut terdiri dari pemunculan mata air panas
Mengkuasar, dengan temperatur 60,5°C dan pH
relatif netral yaitu 6,79.
Karakteristik Kimia Air Panas
I.11
Enam buah sampel air panas dan dua sampel
air dingin diambil dalam penyelidikan ini.
Hasil analisis laboratorium terhadap kandungan kimia air panas dan air dingin ditunjukkan
pada Tabel 1. Hasil analisis laboratorium terhadap sampel daerah panas bumi Sebakis,
Sajau, Semolon dan Mengkuasar menunjukkan
kesetimbangan ion berada pada rentang 0,23
– 4,69%. Dengan demikian hasil analisis laboratorium tersebut secara umum dapat digunakan
untuk tahapan analisis selanjutnya. Hasil analisis laboratorium menunjukkan sampel air
panas di daerah panas bumi Sebakis, Sajau,
Semolon dan Mengkuasar pada umumnya
memiliki kandungan senyawa silika yang kecil,
rata-rata kurang dari 80 mg/L kecuali pada
mata air panas Sajau dengan konsentrasi
132,47 mg/L. Sementara konsentrasi Na+, Cl-,
dan HCO3- pada umumnya relatif tinggi, dan
untuk mata air panas Sajau konsentrasi SO42juga relatif tinggi.
Hasil plot pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3
sebagaimana terlihat pada Gambar 6 menunjukkan air panas Sajau termasuk dalam tipe
klorida bikarbonat, sementara air panas Sebakis, Semolon, dan Mengkuasar termasuk tipe
bikarbonat. Plot pada diagram segitiga NaK-Mg menunjukkan bahwa sampel air panas
Sajau, Semolon dan Mengkuasar berada pada
zona kesetimbangan sebagian (partial equilibrium). Diagram segitiga Cl-Li-B menunjukkan
mata air panas Semolon 3 berada mendekati
sudut Cl dengan perbandingan Cl/B yang lebih
besar dibandingkan mata air panas daerah
Semolon lainnya. Sementara mata air panas
Sajau, Sebakis, dan Mengkuasar berada di
tengah diantara sudut Cl dan B. Hal ini menunjukkan bahwa hampir semua pemunculan mata
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
air panas tersebut dipengaruhi oleh lingkungan
pemunculannya, yaitu di batuan sedimen. Dilihat dari perbandingan Li/B, terlihat bahwa air
panas Sajau memiliki nilai perbandingan Li/B
yang relatif lebih besar dibandingkan mata air
panas yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa
air panas Sajau terbentuk pada lingkungan
dengan temperatur yang lebih tinggi, hal ini
dikarenakan transfer Li dari batuan ke dalam
air memerlukan reaksi luida dan batuan yang
intensif pada temperatur tinggi (Giggenbach,
dkk., 1993).
Asal Fluida Panas
Air panas Sebakis menunjukkan karakteristik
kimia yang menyerupai air permukaan dimana
konsentrasi SiO 2 yang rendah, sementara
Ca2+, Mg2+, dan HCO3- yang tinggi. Hal tersebut
didukung hasil plot pada diagram segitiga SO4Cl-HCO3 yang menunjukkan tipe air bikarbonat
dan diagram Na-K-Mg yang menunjukkan
daerah immature water. Diagram segitiga ClLi-B juga menunjukkan perbandingan Li/B
yang rendah yang menunjukkan bahwa luida
bukan berasal dari lingkungan dengan temperatur tinggi. Perbandingan nilai Cl/B yang
hampir sama dengan nilai B/Cl diperkirakan
akibat pembentukan air panas yang berada di
lingkungan sedimen dan juga akibat adanya
pengaruh air laut. Hasil analisis isotop sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7 juga
menunjukkan kandungan isotop δ 18O yang
lebih kecil dibandingkan air meteorik, dimana
hal ini kemungkinan diakibatkan oleh adanya
reaksi antara batuan dengan air laut atau air
formasi pada temperatur sedang atau rendah. Berdasarkan pertimbangan di atas maka
diperkirakan fluida panas di daerah Sebakis
berasal dari air formasi yang bereaksi dengan
batuan kemudian keluar ke permukaan melalui
struktur atau rekahan yang ada.
Air panas Sajau menunjukkan karakteristik
kimia yang menyerupai air panas yang muncul pada daerah vulkanik, seperti memiliki
kandungan SiO2, Cl-, SO42-, dan F- yang relatif
tinggi. Namun demikian pengaruh lingkungan
pemunculannya yang berada di lingkungan sedimen juga tercermin dari tingginya konsentrasi
boron. Hasil analisis diagram segitiga SO4-ClHCO3 menunjukkan tipe klorida bikarbonat dan
pada diagram Na-K-Mg menunjukkan daerah
kesetimbangan sebagian (partial equilibrium).
Hal ini mengindikasikan bahwa air panas Sajau
berasal dari hasil reaksi antara luida dan batuan pada temperatur relatif tinggi. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan bahwa air
panas Sajau memiliki nilai perbandingan Li/B
yang relatif lebih besar dibandingkan mata air
panas yang lain. Hal ini menunjukkan bahwa
air panas Sajau terbentuk pada lingkungan
dengan temperatur yang lebih tinggi. Hal ini
dikarenakan transfer Li dari batuan ke dalam
air memerlukan reaksi luida dan batuan yang
intensif pada temperatur tinggi (Giggenbach,
dkk., 1993). Sementara hasil analisis isotop
juga menunjukkan adanya pengayaan isotop
δ18O dan Deuterium. Hal ini dapat diperkirakan karena air panas Sajau terbentuk melalui
proses steam heating ataupun berupa air panas
yang mengalami evaporasi pada saat air panas
muncul di permukaan. Berdasarkan pertimbangan di atas maka diperkirakan fluida
panas di daerah Sajau berasal dari air meteorik yang mengalami reaksi kesetimbangan
dengan batuan pada temperatur relatif tinggi
dan kemudian muncul ke permukaan melalui
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
struktur atau rekahan yang ada.
Karakteristik air panas Semolon ditunjukkan oleh adanya konsentrasi natrium, klorida,
boron, dan bikarbonat tinggi, serta silika yang
tidak begitu tinggi, boron. Hasil analisis diagram segitiga SO4-Cl-HCO3 yang menunjukkan
air tipe bikarbonat dan diagram Na-K-Mg yang
mendekati zona immature water namun masih
masuk dalam zona partial equilibrium. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan perbandingan Li/B yang sangat rendah yang menunjukkan
bahwa fluida bukan berasal dari lingkungan
dengan temperatur tinggi. Variasi nilai Cl/B
antara mata air panas Semolon 3 dengan semolon 1 dan 2 diperkirakan akibat perbedaan
derajat interaksi luida dengan batuan sedimen
di sekitarnya dan juga derajat percampuran
dengan air laut. Hasil analisis isotop juga menunjukkan air panas daerah Semolon berada
mendekati garis global meteoric water line yang
menunjukkan bahwa air panas tersebut berasal
dari air meteorik. Nilai shifting isotop oksigen
sebesar 0,4‰ mengindikasikan bahwa telah
terjadi kesetimbangan dengan batuan sekitar.
Kecilnya nilai shifting tersebut diperkirakan
karena air panas Semolon berada pada lingkungan batuan yang berumur tua. Berdasarkan
pertimbangan di atas maka diperkirakan luida
panas di daerah Semolon berasal dari air meteorik yang bereaksi dengan batuan kemudian
keluar ke permukaan melalui struktur atau
rekahan yang ada.
Air panas Mengkuasar menunjukkan karakteristik kimia yang menyerupai air permukaan.
Hal tersebut didukung oleh hasil analisis diagram segitiga SO4-Cl-HCO3 yang menunjukkan
air tipe bikarbonat dan diagram Na-K-Mg yang
I.11
mendekati zona immature water namun masih
masuk dalam zona partial equilibrium. Diagram
segitiga Cl-Li-B juga menunjukkan perbandingan Li/B yang rendah yang menunjukkan bahwa
luida bukan berasal dari lingkungan dengan
temperatur tinggi. Perbandingan nilai Cl/B yang
relatif kecil diperkirakan akibat pembentukan
air panas yang berada di lingkungan sedimen.
Hasil analisis isotop juga menunjukkan kandungan isotop δ18O yang lebih kecil dibandingkan
air meteorik, dimana hal ini kemungkinan
diakibatkan oleh adanya reaksi antara batuan
dengan air laut atau air formasi pada temperatur sedang atau rendah. Berdasarkan
pertimbangan di atas maka diperkirakan luida
panas di daerah Mengkuasar berasal dari air
formasi yang bereaksi dengan batuan kemudian keluar ke permukaan melalui struktur
atau rekahan yang ada.
Perkiraan Temperatur Reservoir
Salah satu informasi penting yang diharapkan
dapat diperoleh melalui penyelidikan geokimia
panas bumi adalah suhu bawah permukaan
(suhu reservoir). Beberapa pendekatan (geotermometer) digunakan untuk memperkirakan
suhu reservoir tersebut baik dengan menggunakan konsentrasi ion terlarut dalam air, isotop,
maupun konsentrasi gas. Dalam estimasi temperatur reservoir daerah panas bumi Sebakis,
Sajau, Semolon, dan Mengkuasar ini digunakan
geotermometer silika dan Na-K. Hasil estimasi
tersebut menunjukkan temperatur reservoir
daerah panas bumi Sebakis sekitar 75oC, Sajau
146oC, Semolon 122oC, dan Mengkuasar 90oC.
Sistem Panas Bumi
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Pembentukan sistem panas bumi di daerah
survei diperkirakan berkaitan dengan reservoir batuan sedimen. Pada reservoir batuan
sedimen ini ada beberapa kemungkinan proses
terbentuknya sistem panas bumi. Berdasarkan
data geologi daerah survei yang merupakan
bagian dari kraton Kalimantan yang batuan
dasarnya atau basementnya merupakan batuan
granit dan ditutupi oleh pengendapan batuan
sedimen yang sangat tebal yang kemudian
diterobos oleh batuan beku Tersier, maka ada
2 kemungkinan sistem panas bumi yang terbentuk, yaitu sistem radiogenik dan sistem
sirkulasi dalam.
Sistem radiogenik terbentuk ketika terjadi
peluruhan alamiah unsur radioaktif (thorium,
potassium,uranium) yang banyak ditemukan pada batuan beku granitik dan kemudian
memanasi air meteorik yang masuk di kedalaman (Anderson & Lund, 1979).
Sistem sirkulasi dalam merupakan hasil
dari sirkulasi dalam air meteorik sepanjang
zona sesar atau zona rekahan pada daerah
yang memiliki heat flow yang tinggi (Anderson & Lund, 1979). Pembentukan sistem ini
berasosiasi dengan aktivitas sesar pada pola
extensional dimana sumber panas diperkirakan
berhubungan dengan peningkatan gradien termal di kedalaman.
Dengan mempertimbangkan keadaan geologi
dan data geokimia yang diperoleh, proses
pembentukan sistem panas bumi di daerah
Sebakis diperkirakan berkaitan dengan sistem
radiogenik. Untuk daerah panas bumi Semolon lebih cenderung berkaitan dengan sistem
sirkulasi dalam, sedangkan sistem panas
bumi daerah Sajau dan Semolon diperkirakan
berkaitan dengan sistem sirkulasi dalam dan
magmatisme, hal ini berkaitan dengan adanya
konsentrasi gas H2S di kedua manifestasinya,
hanya kita belum bisa mengetahui seberapa
jauh pengaruh magmatisme dalam pembentukan kedua sistem panas bumi tersebut.
Kesimpulan
Berdasarkan data-data yang ada, pembentukan
sistem panas bumi daerah Sajau dan Semolon
diperkirakan berkaitan dengan proses sirkulasi
dalam dan magmatisme, sementara untuk sistem panas bumi daerah Sebakis diperkirakan
berkaitan dengan sistem radiogenik dan sistem
panas bumi Mengkuasar kemungkinan besar
hanya berkaitan dengan sistem sirkulasi dalam.
Namun demikian, perlu dilakukan penelitian
yang lebih mendalam untuk mengetahui pembentukan sistem panas bumi di keempat daerah
tersebut. Studi terkait keberadaan gas H2S pada
sistem panas bumi Sajau dan Semolon perlu
dilakukan untuk mempelajari pengaruh magmatisme di kedua sistem panas bumi tersebut.
PUSTAKA
Anderson, D.N. and J.W. Lund (Editors), 1979.
Direct Utilization of Geothermal Energy: A Technical Handbook, SpecialReport No. 7, Geothermal
Resoureces Council, Davis,CA, 250 p.
Giggenbach, dkk., 1993, Isotopic and Chemical
Composition of Waters and Gases from The East
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Coast Accretionary Prism, New Zealand, Proceedings of the final Research Co-ordination
Meeting on the Application of Isotope and Geochemical Techniques to Geothermal Exploration
in the Middle East, Asia, the Paciic and Africa,
Philipines.
Hidayat, S. dkk. 1995, Geologi lembar Tanjung
Redeb, Kalimantan. Publ. P3G Bandung
lidikan Pendahuluan Panas Bumi Kabupaten
Nunukan, Kabupaten Bulungan dan Kabupaten
Malinau, Pusat Sumber Daya Geologi (unpublished report)
Wibowo, A. E. A., dkk., 2010, Uji petik non vulkanik Kalimantan bagian Timur , Pusat Sumber
Daya Geologi (unpublished report)
Nicholson, Keith, 2003, Geothermal Fluids :
Chemistry and Exploration Technique, Springer
Verlag, Inc, Berlin
Situmorang, R.L. dan G. Burhan, 1995, Geologi
lembar Tarakan dan Sebatik, Kalimantan. Publ.
P3G, Bandung
Tim Penyelidikan Pendahuluan, 2011, Penye-
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 1. Peta lokasi daerah penyelidikan
Gambar 2. Peta geologi daerah panas bumi Sebakis
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 3. Peta geologi daerah panas bumi Sajau
Gambar 4. Peta geologi daerah panas bumi Semolon
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 5. Peta geologi daerah panas bumi Mengkuasar
Gambar 6. Plot sampel air panas daerah panas bumi Kabupaten Nunukan, Bulungan dan
Malinau pada diagram segitiga kimia
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 7. Plot hubungan δ18O (‰) dan δ2H (deuterium, D) (‰) air panas daerah Sebakis, Sajau,
Semolon dan Mengkuasar
Gambar 8. Sistem panas bumi Radiogenik (Anderson &Lund, 1979)
I.11
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
Gambar 9. Sistem panas bumi sirkulasi dalam (Anderson & Lund, 1979)
Tabel 1. Hasil analisis kimia sampel air panas dan air dingin
Parameter
AP
Sebakis
AP Sajau
AS
AP
AP
AP
Apan
Semolon 1
Semolon 2
Semolon 3
AS Yo
AP
Mengkuasar
pH
9.42
8.57
9.27
9.27
7.11
8.02
7.83
7.55
DHL/ EC
622
2330
521
1964
2410
2050
298
1421
TDS
SiO2
22.14
132.47
33.50
75.68
80.55
74.06
20.52
35.12
B
1.95
34.34
3.27
19.78
26.42
7.21
21.68
4.42
Al3+
0.07
0.00
0.00
0.07
0.00
0.07
0.00
0.00
Fe3+
0.10
0.01
0.14
2.38
0.83
0.20
0.03
0.10
Ca2+
72.60
15.72
41.70
46.10
63.10
45.90
4.02
28.87
Mg2+
5.92
0.73
3.60
9.44
15.05
10.10
1.27
6.71
Na+
101.60
923.10 87.50
754.70
1049.30
820.50
1.13
456.90
K+
2.46
39.38
5.40
24.49
35.02
28.71
0.27
0.27
Li+
0.09
3.22
0.15
0.07
0.05
0.07
1.39
0.19
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011
I.11
BUKU 1 : BIDANG ENERGI
I.11
As3+
0.00
0.00
0.50
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
NH4+
0.66
23.52
0.77
5.77
8.37
5.74
0.02
5.49
F-
0.00
3.61
0.48
0.00
0.81
0.15
0.64
0.97
Cl-
48.86
872.83 90.24
438.35
577.51
480.10
1.00
62.62
SO42-
2.00
488.04 69.96
2.00
2.00
2.00
2.00
0.00
HCO3-
401.38
761.07 177.98
1511.02
2105.42
1620.90
26.95
1209.19
CO3=
33.84
19.09
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
meq cation
8.65
43.77
6.43
37.00
51.44
39.89
0.56
22.21
meq anion
9.13
48.08
6.94
37.17
50.88
40.16
0.55
21.63
ion balance
-2.65
-4.69
-3.87
-0.23
0.55
-0.33
1.70
1.31
PROSIDING HASIL KEGIATAN PUSAT SUMBER DAYA GEOLOGI TAHUN 2011