## PERHITUNGAN TEMPERATUR RESERVOIR PANAS BUMI DERAH BANTARKAWUNG MENGGUNAKAN METODE GEOTERMOMETER Na-K DAN ENTALPI-SILIKA
Sachrul Iswahyudi, Laskarul Wildan  Attabik, Rachmad Setijadi, Sukmaji  Anom Raharjo
Departemen Teknik Geologi, Universitas Jenderal Soedirman e-mail : sachrul.iswahyudi@unsoed.ac.id
Abstrak. Manifestasi panas bumi yang muncul di daerah Bantarkawung dan sekitarnya sebagai refleksi sistem panas bumi adalah berupa mata air panas. Beberapa mata air panas yang muncul yaitu Mata Air Panas Cipanas  dan  Mata  Air  Panas Cilakar.  Keberadaan  mata air  panas  juga  diikuti  dengan  keberadaan mata  air  dingin,  beberapa  diantaranya  yaitu  Mata  Air  Meteorik  Warudoyong  dan  Mata  Air  Meteorik Cilimus  sebagai  data  penunjang  penelitian.  Analisis  yang  digunakan  pada  penelitian  adalah  metode geokimia  yang  diolah  berdasarkan  data  penelitian  terdahulu  untuk  mengetahui  tipe  air  panas  bumi, geoindikator  dan  kesetimbangan  fluida.  Penentuan  temperatur  panas  bumi  daerah  penelitian menggunakan  dua  metode  yaitu  metode  geotermometer  Na-K  yang  berdasar  pada  kandungan  natrium dan kalium mata air panas dan metode diagram silika-entalpi yang berdasar kandungan silika dan entalpi mata air  panas serta air  meteorik. Berdasarkan  analisis  geoindikator Cl-Li-B,  diinterpretasikan  terdapat dua sistem  panas  bumi  dengan  reservoir  yang  berbeda  pada  daerah  penelitian  yaitu Reservoir Cipanas dan  Cilakar.  Berdasarkan  plot  Na-K-Mg  untuk  mengetahui  kesetimbangan  fluida,  MAP  Cipanas merupakan fluida partial equilibrium sedangkan MAP Cilakar adalah fluida immature water. Temperatur reservoir  panas  bumi  berdasarkan  metode geotermometer  Na-K  adalah  80 o C  untuk  MAP Cipanas  dan 60 o C untuk MAP Cilakar. Sedangkan berdasarkan metode silika entalpi adalah 145 o C untuk MAP Cipanas dan 164 o C untuk MAP Cilakar.
Kata  Kunci: bantarkawung;  diagram  silika  vs  entalpi;  geotermometer  Na-K;  manifestasi  panas  bumi; temperatur reservoir
Abstract. Geothermal manifestations  that  appear  in  the Bantarkawung  area  and  its  surroundings  as  a reflection  of  the  geothermal  system  are  in  the  form  of  hot  springs.  Some  hot  springs  that  appear  are Cipanas Hot Springs and Cilakar Hot Springs. The presence of hot springs is also followed by the presence of  cold  springs,  some  of  which  are  Meteoric  Warudoyong  Springs  and  Meteoric  Cilimus  Springs  as research supporting data. The analysis used in this research is geochemical method which is processed based  on  previous  research  data  to  determine  the  type  of  geothermal  water,  geo-indicator  and  fluid equilibrium.  Determination  of  geothermal  temperature  in  the  study  area  using  two  methods,  the geothermometer Na-K method based on the content of sodium and potassium hot springs and the silica- enthalpy diagram method based on the content of silica and enthalpy of hot springs and meteoric water. Based  on  the  geo-indicator  analysis  of  Cl-Li-B,  interpreted  there  are  two  geothermal  systems  with different reservoirs in the study area namely Cipanas and Cilakar Reservoir. Based on the Na-K-Mg plot to  determine  fluid  equilibrium,  Cipanas  MAP  is  a  partial  equilibrium  fluid  while  Cilakar  MAP  is  an immature  water  fluid.  Geothermal  reservoir  temperature  based  on  geothermometer  Na-K  method  is 80 o C for Cipanas MAP and 60 o C for Cilakar MAP. While based on the method of silica enthalpy is 145 o C for Cipanas MAP and 164 o C for Cilakar MAP. Keywords: bantarkawung;  silica  diagram  vs  enthalpy;  geothermometer  Na-K;  geothermal manifestations; reservoir temperature

## PENDAHULUAN
Manifestasi  panas  bumi  mbentuk  sebuah sistem  panas  bumi  yang  tersusun  atas  sumber panas, batuan reservoir, batuan penutup dan fluida panas bumi. Reservoir panas bumi adalah salah satu aspek penting tempat fluida yang terpanaskan oleh sebuah  sumber  panas.  Fluida  ini  kemudian  naik  ke permukaan melalui rekahan batuan yang ada (Hadi,
2008).  Pada  umumnya,  perhitungan  temperatur reservoir panas bumi adalah menggunakan metode geotermometer. Penelitian ini menggunakan metode  geotermometer  dan  metode  entalpi-silika untuk  mengetahui  temperatur  reservoir  panas bumi.  Penggunaan  metode  entalpi-silika  (Fournier, 1977)  adalah  sebagai  pembanding  dengan  metode yang biasa digunakan yaitu metode
Gambar 1 Peta lokasi penelitian
geotermometer.  Data  yang  digunakan  dalam analisis  penelitian  ini  bersumber  dari  penelitian Harijoko  dan  Juhri  tahun  2017.  Penelitian  ini ditekankan pada perhitungan temperature reservoir panas  bumi  dengan  metode  entalpi-silika  yang belum  dilakukan  sebelumnya  untuk  dibandingkan dengan metode geotermometer.
Dari  penelitian  ini  diharapkan  diketahui  nilai temperatur reservoir panas bumi dengan menggunakan metode entalpi-silika sebagai pembanding  nilai  temperatur  reservoir  dengan mnggunakan  metode  geotermometer.  Penelitian dilakukan  pada  daerah  panas  bumi  Bantarkawung, Brebes, Jawa Tengah. Manifestasi panas bumi pada daerah  ini  muncul  sebagai  mata  air  panas. Penelitian hanya dilakukan pada beberapa mata air dimana  terdapat  mata  air  panas  dan  dingin  yang saling  berdekatan  dan  jarak  antar  mata  air  yang sejenis  berjauhan  untuk  mendapatkan  hasil temperature  reservoir  berbeda.  Kedua  mata  air panas  yaitu  Mata  Air  Panas  Cipanas  dan  Mata  Air Panas  Cilakar.  Selain menggunakan mata  air  panas, penelitian  ini  juga  memanfaatkan  keberadaan  dua mata  air  meteorik  pada  daerah  penelitian  yaitu Mata  Air  Dingin  Warudoyong  dan  Mata  Air  Dingin Cilimus (Gambar  1).

## Geologi Regional
Daerah  penelitian  tersusun  atas  beberapa satuan  batuan  sedimen  dan  batuan  beku  dari beberapa  umur  menjadi  susunan  stratigrafi (Kastowo,  1996).  Satuan  batuan  tertua  di  daerah
penelitian  merupakan  Formasi  Rambatan  yang tersusun atas batupasir gampingan dan konglomerat  yang  bersisipan  dengan  napal  dan serpih  pada  bagian  bawah.  Di  atas  Formasi Rambatan,  terendapkan  secara  menjari  Formasi Halang dan Formasi Kumbang.
Formasi  Halang  tersusun  atas  batupasir  tufan, konglomerat,  napal  dan  batulempung  serta  breksi bersusun  andesit  di  bagian  bawah.  Formasi Kumbang tersusun atas breksi gunungapi, lava, dan tuf bersusun andesit sampai basal, batupasir tuf dan konglomerat  serta  sisipan  magnetit.  Diatas  dua formasi  yang  seumur  ini  terendapkan  Formasi Kaliglagah  yang  terdiri  dari  batupasir  kasar, konglomerat  yang  mengandung  fosil  moluska  air tawar  dan  mamalia  serta  lempung  dan  napal. Selanjutnya diatas formasi ini terdapat Batuan Beku Tak Terurai yang tersusun atas andesit sampai basal berupa lava dan breksi aliran.
Di  atas  Formasi  Kaliglagah  dan  batuan  beku mengendap  Formasi  Mengger  yang  terdiri  dari  tuf kelabu  muda,  batupasir  tufan,  konglomerat  dan pasir  magnetit.  Selanjutnya  ada  Formasi  Gintung dengan  komposisi  batuan  perselingan konglomerat bersusun andesit dengan batupasir kelabu hijau dan batulempung.  Selanjutnya  merupakan  endapan muda  yaitu  Endapan  Lahar Slamet  yang  terdiri  atas lapisan  lava.  Satuan  termuda  pada  daerah penelitian  adalah  alluvium  yang  terdiri  dari  kerikil, pasir dan lempung yang berwarna kelabu. Terdapat beberapa  struktur  geologi  berupa  sesar  naik,  sesar turun  dan  perlipatan  yang  dominan  berarah  barat laut-tenggara.  Di  sekitar  Daerah  Bantarkawung terdapat  kemunculan  mata  air  panas  yang mengindikasikan  kondisi immature  water dan muncul  pada  zona  outflow  dari  suatu sistem  panas bumi  (Iswahyudi  dkk.,  2013).  Geologi  daerah penelitian secara jelas terlihat pada Gambar 2.

## METODOLOGI
Metode  yang  digunakan  untuk  menentukan temperatur  reservoir  panas  bumi  pada  Daerah Bantarkawung adalah metode geokimia. Metode ini menggunakan  data  kimia  berupa  kandungan  ion pada  mata  air  panas  dan  air  meteorik  di  daerah
Gambar 2 Peta geologi daerah penelitian (Kastowo dan Suwarna, 1996 dengan modifikasi).
penelitian.  Data  kimia  mata  air  panas  dan  air meteorik  yang  digunakan  pada  penelitian  ini bersumber  dari  data  penelitian  Harijoko  dan  Juhri pada  tahun  2017.  Data  kimia  masing-masing  mata air  panas  digunakan  untuk  analisis  awal  sebagai bahan  pertimbangan  saat  menentukan  temperatur reservoir  panas  bumi.  Analisis  awal  yang  dilakukan adalah  analisis  tipe  air  dengan  diagram trilinear  Cl- SO 4 -HCO 3 (Nicholson, 1993),
analisis geotermometer  dengan  diagram  trilinear  Na-K-Mg (Giggenbach,  1988)  dan  analisis  geoindikator dengan diagram trilinear Cl-Li-B. Analisis lanjut yang dilakukan  adalah  penentuan  temperatur  reservoir panas  bumi menggunakan  metode  geotermometer dan diagram entalpi vs silika (Fournier, 1977).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Manifestasi panas bumi pada daerah Bantarkawung muncul sebagai mata air panas pada beberapa titik di daerah penelitian. Terdapat sekitar 5  titik  pemunculan  mata  air  panas  di  daerah Bantarkawung. Pada penelitian ini hanya digunakan 2  mata  air  panas  yaitu  Mata  Air  Panas  Cipanas  dan
Mata Air Panas Cilakar. Selain itu, penelitian ini juga memanfaatkan  keberadaan  Mata  Air  Meteorik Cilimus  dan Mata  Air Meteorik  Warudoyong  untuk menentukan  temperatur  reservoir  panas  bumi daerah  Bantarkawung.  Dari  mata  air  panas  dan  air meteorik  diambil  data  berupa  major  element  dan temperatur  tiap  mata  air,  dalam  hal  ini  digunakan data dari peneliti terdahulu  seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Data kandungan kimia ion mata air panas daerah
penelitian Mata Air 1 2 3 4 Temp ( o C) 43 43,1 26,9 27,4 Na (mg/L) 50,9 94,9 14 0,69 K (mg/L) 0,32 0,59 7,96 0,69 Mg (mg/L) 0,04 18,6 15,8 5,31 Li (mg/L) 0,01 0,01 0 0 B (mg/L) 3,37 1,64 0,3 0,35 Cl (mg/L) 43,7 120 25,26 3,96 SO 4 (mg/L) 3,59 1,2 25,32  11,23 HCO 3 (mg/L) 54,9 132,17  195,4  201,3 SiO 2 (mg/L) 38,29 44,15 35,32  24,69 Keterangan 1 = MAP Cipanas (Harijoko dan Juhri, 2017) 2 = MAP Cilakar (Harijoko dan Juhri, 2017)
3 = MAD Warudoyong (Harijoko dan Juhri, 2017) 4 = MAD Cilimus (Harijoko dan Juhri, 2017)
Sebelum  menentukan  temperatur  reservoir panas bumi di daerah penelitian, hal  yang pertama dilakukan  adalah  mengetahui  tipe  air  dari  masing- masing mata air panas. Data kimia yang digunakan dalam penentuan tipe  air adalah klorida (Cl), sulfat (SO 4 )  dan  bikarbonat  (HCO 3 ).  Tiga  ion  tersebut diplot  dalam  segitiga  untuk  mengetahui  posisi masing-masing  mata  air.  Dari  plot  tersebut diketahui bahwa tipe air MAP Cipanas, MAP Cilakar, MAD  Warudoyong  dan  MAD  Cilimus  adalah dilute chloride (bikarbonat/ HCO 3 ). Tipe air ini adalah hasil pengenceran  air  klorida  oleh  air  meteorik  atau  air bikarbonat  saat  mengalir  menuju  permukaan. Diagram  trilinear  penentuan  tipe  air  ditunjukkan pada Gambar 3.
Hal yang penting dalam menentukan temperatur reservoir panas bumi adalah mengetahui tergolong dalam air manakah mata air
panas  daerah  penelitian,  apakah immature  water, partial equilibrium atau full equilibrium .
Hal  ketiga  yang  perlu  diperhatikan  dalam menentukan  temperatur  reservoir  panas  bumi adalah  dengan  mengetahui  jumlah  sistem  panas bumi  yang  bekerja  di  daerah  penelitian  sehingga diketahui pula jumlah reservoirnya.
Apabila  terdapat  lebih  dari  satu  resevoir  maka penentuan  temperatur  reservoir  dilakukan  lebih dari  sekali.  Penentuan  jumlah  sistem  panas  bumi dilakukan  dalam  diagram  trilinear  geoindikator dengan  melakukan  plot  ion  klorida  (Cl),  litium  (Li) dan  boron  (B).  Setelah  dilakukan  plot  dapat dilihat posisi  masing-masing mata  air panas,  apabila  posisi kelima  mata  air  panas  masih  dalam satu kelompok dapat  dikatakan  berada  dalam  sistem  panas  bumi yang sama. Namun dari hasil plot diketahui terdapat kedua  mata  air  panas  daerah  penelitian  tidak berada  dalam  satu  kelompok  (terdapat  dua  sistem
panas bumi) yaitu Cipanas dan Cilakar Penentuan ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Setelah dilakukan analisis tipe air, geotermometer  dan  geoindikator,  temperatur reservoir  panas  bumi  dapat  diketahui  berdasarkan hasil ketiga analisis. Berdasarkan analisis geoindikator  terdapat  dua  reservoir  panas  bumi berbeda  pada  daerah  penelitian,  sehingga  akan
terdapat  dua  perkiraan  temperatur  reservoir  panas bumi.  Berdasarkan  analisis  geotermometer  Na-K, MAP  Cipanas  menunjukkan  temperatur  reservoir panas  bumi  sebesar  80 o C,  sedangkan  MAP  Cilakar menunjukkan  temperatur  reservoir  panas  bumi sebesar  60 o C.  Metode  yang  selanjutnya  digunakan adalah  dengan  menggunakan  diagram  entalpi  vs silika.  Diagram  ini  menggunakan  nilai  entalpi  dan jumlah  ion  silika  mata  air  panas  dan  air  meteorik untuk  menentukan  temperatur  reservoir  panas bumi.  Terdapat  dua  asumsi  yang  dapat  digunakan pada diagram entalpi silika. Asumsi maximum steam loss  apabila  panas  hilang  dari  fluida  reservoir sebelum fluida mencapai permukaan dan no steam loss apabila tidak ada panas yang hilang pada fluida reservoir.  Mata  air  panas  daerah  penelitian menunjukkan  temperatur  yang  cukup  rendah sehingga  digunakan  sebagai  indikasi  untuk  asumsi maximum  steam  loss.  Penggunaan  diagram  entalpi silika  dimulai  dengan  plot  data  entalpi  dan kandungan  ion  silika  mata  air  panas  dan  air meteorik  ke  dalam  diagram.  Data  entalpi  dan silika yang  dimasukkan  harus  berdasarkan  data  yang
Gambar 4 Geotermometer mata air panas daerah penelitian
Gambar 3 Tipe mata air panas daerah penelitian.
Gambar 5 Geoindikator mata air panas daerah penelitian.
diambil pada  waktu  sama  dan  terletak  pada  sistem panas  bumi  yang  sama  untuk  tiap  mata  air panasnya.  Untuk  reservoir  Cipanas,  setelah  data MAP  Cipanas  dan  MAD  Cilimus  diplot  dalam diagram,  dibuat sebuah  garis  regresi  dari  titik  mata mata  air  panas  dan  air  meteorik  sampai  garis vertikal  penanda  boiling  (419  kJ/k)  maka  akan didapatkan titik B. Dari titik tersebut dibuat sebuah garis  vertikal  ke  kanan  sampai  berpotongan  kurva maximum  steam  loss  sebagai  titik  PT.  Dari  titik  PT dibuat garis vertikal menuju sumbu entalpi sehingga didapatkan  nilai  entalpi  untuk MAP  Cipanas  adalah
610 kJ/kg. Dari nilai entalpi tersebut dan data steam table (Nicholson, 1993) diketahui bahwa temperatur reservoir Cipanas adalah 145 o C (Gambar 6).
Hal  yang  sama  juga  berlaku  untuk  Reservoir Cilakar.  Untuk  Reservoir  Cilakar  didapatkan  nilai entalpi yaitu sebesar 694,3 kJ/kg untuk MAP Cilakar. Dari  nilai  entalpi  tersebut  dan  data  steam  table (Nicholson,  1993)  dapat  diketahui  temperatur Reservoir  Cilakar  yaitu  164 o C.  Grafik  penentuan temperatur  untuk  Reservoir  Cilakar  dapat  dilihat pada Gambar 7.
Setelah  dilakukan  perhitungan  temperatur reservoir  daerah  penelitian  dengan  metode  Na-K
dan silika-entalpi, dapat dilihat perbedaan hasil dari kedua metode tersebut pada Tabel 2.
Tabel 2. Perhitungan temperatur reservoir metode geotermometer Na-K dan entalpi-silika
No. Manifestasi Geotermometer Na-K Entalpi- Silika 1 Cipanas 80 o C 145 o C 2 Cilakar 60 o C 164 o C .

## PENUTUP Kesimpulan
Mata Air Panas Cipanas merupakan fluida yang termasuk  dalam  partial  equilibrium  yang  sebagian telah  mengalami  perubahan  sehingga  tidak sepenuhnya  setimbang,  sedangkan  Mata  Air  Panas Cilakar  termasuk  fluida  yang  berjenis immature water yang  telah  banyak  mengalami  proses sehingga tidak dalam keadaan setimbang. Berdasarkan diagram trilinear geoindikator, terdapat dua sistem panas bumi yang bekerja pada daerah  penelitian  yaitu  Sistem  Panas  Bumi  Cipanas dan  Sistem  Panas  Bumi  Cilakar.  Dari  keberadaan kedua  sistem  panas  bumi  tersebut  dapat  diketahui temperatur reservoir panas bumi daerah penelitian. Berdasarkan  metode  geotermometer  Na-K  adalah 80 o C  umtuk  Reservoir  Cipanas  dan  60 o C  untuk
Gambar 1 Diagram entalpi vs silika Reservoir Cipanas Gambar 2 Diagram entalpi vs silika Reservoir Cilakar
Reservoir  Cilakar,  sedangkan  berdasarkan  metode diagram  entalpi-silika  adalah  sebesar  145 o C  untuk Reservoir  Cipanas  dan  164 o C  untuk  Reservoir Cilakar.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  kami  sampaikan  kepada Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat Unsoed,  staf  pengajar  Teknik  Geologi  Unsoed  dan pihak-pihak  yang  membantu  dalam  penyelesaian tulisan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Fournier,  R.O.  (1977),  "Chemical  Geothermometers and
Mixing Models for Geothermal Systems", Geothermics , Vol.5, No.1 – 4, hal. 41 – 50. http://doi.org/10.1016/0375-6505(77)90007-4.
Giggenbach, W.F. (1988), "Geothermal solute equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca geoindicators", Geochimica et  Cosmochimica  Acta ,  Vol.52,  No.12,  hal.  2749 – 2765.  http://doi.org/10.1016/0016-7037(88)90143- 3.
Hadi,  A.U.  (2008),  "POTENSI  DAN  WILAYAH  KERJA PERTAMBANGAN PANAS BUMI DI INDONESIA", MTG ,
Vol.1,
No.2. Diambil dari http://jurnal.upnyk.ac.id/index.php/mtg/article/view
/177.
Harijoko,  A.  dan  Juhri,  S.  (2017),  "Cl/B  Ratio  of Geothermal  Fluid  around  Slamet  Volcano,  Jawa Tengah, Indonesia", IOP Conference Series: Earth and Environmental  Science ,  Vol.103,  hal.  012015. http://doi.org/10.1088/1755-1315/103/1/012015.
Iswahyudi,  S.,  Widagdo,  A.,  Subana  dan  Herdianita,  R.
(2013), Iswahyudi,  S.,  Widagdo,  A.,  Subana,  and Herdianita,  N.R.  (2013): “Outflow  Zone  Indicat ion  of Geothermal  System  in  Paguyangan  Hotspring, Brebes,  Central  Java”,  Proceedin gs,  2nd  ITB Geothermal  Workshop  2013,  Institut  Teknologi Bandung. ,.
Kastowo  (1996), Peta  geologi lembar Majenang,  Jawa : Geological map  of  the Majenang  quadrangle,  Jawa , Peta  geologi  bersistem  Indonesia  =  Systematic geological  map  of  Indonesia ;,  Pusat  Pen elitian  dan Pengembangan Geologi.
Nicholson,  K.  (1993), Geothermal  Fluids:  Chemistry  and Exploration  Techniques ,  Springer-Verlag,  Berlin
Heidelberg. Diambil
dari
https://www.springer.com/de/book/9783642778469 . -------------------