ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT GEOCHEMISTRY WATER ANALYSIS FROM SURFACE MANIFESTATIONS AT FF GEOTHERMAL PROSPECT, CIANJUR REGENCY, WEST JAVA PROVINCE Faiz Fazli1, Fajar Hendrasto1, Budi Wijaya1a . 1Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Trisakti, Jakarta, Indonesia aPenulis untuk korespondensi (corresponding author): E-mail corresponding author: budi_w@trisakti.ac.id Sari. Lokasi penelitian prospek panasbumi FF yang terletak di Kabupaten Cianjur, Provinsi Jawa Barat mempunyai sumber daya panas bumi yang berpotensi cukup baik. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan data (sekunder) dari Ditjen Energi Baru ● Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE) berupa data geokimia fluida serta isotop stabil untuk menghasilkan suatu model konseptual aliran fluida pada lapangan penelitian. Penelitian ini dilakukan untuk menunjukkan lebih detail melalui data permukaan sehingga dapat memberikan gambaran model untuk panasbumi yang terdapat di daerah FF. Terdapat dua tipe air pada daerah penelitian yaitu peripheral water pada lokasi manifestasi MG01, MG02, dan MG05 serta tipe suphate water pada lokasi manifestasi MG03, dan MG04. Pada lokasi MG01 yang terletak di bagian timurlaut daerah penelitian merupakan zona outflow, sedangkan pada lokasi sekitar puncak gunung (bagian baratdaya daerah penelitian) merupakan zona upflow. Sumber air pada daerah penelitian merupakan sea water berupa tipe immature water. Abstract. The location of the observation field includes the FF geothermal prospect area, Cianjur Regency, West Java Province which has the potential of geothermal resources. This research was conducted by using secondary data from General Directorate of New Renewable Energy and Energy Conservation (EBTKE) in the form of geochemical and stable isotope data so as to produce a fluid flow conceptual model in the research field. Therefore, this study was conducted to look in more detail through surface data so that it can provide an overview for the geothermal model in the FF area. There are two types of water in the research area, namely peripheral water at the of manifestation location of MG01, MG02, and MG05 and the type of suphate water at the manifestation location of MG03, and MG04. At location MG01 which is located in the northeastern part of the research area is an outflow zone, while the location around the top of the mountain (southwestern part of the study area) is an upflow zone. The water source in the research area is sea water in the form of immature water Sejarah Artikel : Diterima 30 Januari 2023 Revisi 29 Mei 2023 Disetujui 01 Agustus 2023 Terbit Online 31 Agustus 2023 Kata Kunci : ⮚ Panasbumi, ⮚ geokimia, ⮚ geothermometer, ⮚ geoindikator, ⮚ up flow, ⮚ outflow. Keywords : ⮚ Geothermal, ⮚ geochemistry, ⮚ geothermometer, ⮚ geoindicator, ⮚ upflow, ⮚ outflow. Page 207
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki potensi energy panasbumi yang cukup besar di dunia. Hal tersebut didukung dengan posisi Indonesia pada jalur ring of fire yang berhubungan dengan teknotik lempeng. Potensi yang cukup besar dibandingkan negara lain. Paper ini membahas tentang analisis geokimia air dari manifestasi permukaan pada prospek panasbumi FF, Kabupaten Cianjur, Provinsi Jawa Barat, yaitu membahas tentang sistem hidrotermal panasbumi pada daerah FF. Dalam penelitian menggunakan data geokimia dan isotop stabil yang diperoleh dari Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Koservasi Energi (Ditjen EBTKE), Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral(ESDM) RI. GEOLOGI REGIONAL Stratigrafi daerah penelitian dilakukan dengan pembagian satuan berdasarkan atas lembar regional Peta Geologi Gunungapi Gede Cianjur Jawa Barat, didasari pada batuan penyusun utama dan karakteristik khusus setiap satuan batuannya (Situmorang dan Hadisantono, 1992) seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Pengelompokkan satuan batuan berlandaskan atas ciri-ciri yang mendominasi stratigrafi regional. Berdasarkan hal tersebut, maka satuan batuan di daerah penelitian dapat dikelompokkan secara berurutan dari yang berumur tua hingga ke muda (Tabel 1), yaitu Satuan Geologi Aliran Lahar Cikundul, Satuan Geologi Aliran Piroklastika Cikundul, Satuan Aliran Piroklastik Cigombong, Satuan Geologi Volkanik Gegerbentang, Satuan Geologi Hasil Erupsi Gunungapi Tua. Gambar 1. Peta Geologi Daerah Penelitian (modifikasi dari Situmorang dan Hadisantono, 1992) Page 208
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Tabel 1. Satuan Geologi berurutan dari berumur tua ke muda (Situmorang dan Hadisantono 1992) METODE PENELITIAN Data yang digunakan pada penelitian ini berasal darisampel manifestasi panasbumi di permukaan, yaitu sampel manifestasi panasbumi yang terletak di lokasi MG01 (mata air panas), MG02 (mata air panas), MG03 (mata air panas), MG04 (mata air dingin), dan MG05 (air sungai) Gambar 2.Kemudian dilakukan analisis geokimia air yang terdiri dari analisis kesetimbangan ion, dimana jika kesetimbangan ion dari data yang dimiliki lebih dari 5% dapat disimpulkan kurang layak untuk dilanjutkan (Nicholson, 1993). Selanjutnya dilakukan analisis penentuan tipe air yang dilakukan dengan unsur kimia Cl, HCO₃, dan SO₄. Analisis geoindikator juga dilakukan untuk menentukan arah aliran outflow dan upflow dari daerah penelitian. HASIL DAN PEMBAHASAN Geokimia Air Analisis geokimia fluida dilakukan karena mempunyai unsur-unsur kandungan yang memiliki fungsi dan masing-masing dengan ciri khasnya untuk dijadikan sebagai objek pengamatan. Dengan memakai diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 dapat ditentukan jenis air panasbumi (Powell dan Cumming, 2010, Hendrasto dan Hutasoit, 2011). Tabel 2. Lokasi Manifestasi No Kode Keterangan Suhu OC pH Air Panas Air Panas Air Panas Air Panas Sungai *Sumber; Ditjen EBTKE, Kemen ESDM RI 1 2 3 4 5 MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 41.5 36,4 50,1 14,4 14,4 6,6 7,3 6,3 7,6 7 Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 Ph 6,6 7,3 6,3 7,6 7 Tabel 3. Hasil analisis kimia (Ditjen EBTKE, Kemen ESDM RI) Cl Suhu NA Ca K Mg Mg/L 316,76 595,1 171,48 4,36 12,53 458,06 222,3 133,83 2,66 6,53 80,66 38,39 22,46 1,2 2,38 41.5 36,4 50,1 14,4 14,4 23,57 300,88 195,34 12,77 31,43 1029,9 300,88 563,22 3,91 6,36 SO4 266,57 235,06 593,22 46,44 60,06 HCO3 1150,1 757,84 11,5 14,01 67,53 Page 209
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Gambar 2. Lokasi Manifestasi Fluida Permukaan Kesetimbangan Ion Berdasarkan hasil analisis kesetimbangan ion pada daerah penelitian (Tabel 4) bahwa dari hasil perhitungan hanya pada titik manifestasi MG03 yang memiliki kesetimbangan ion tidak lebih dari dari 5%. meq = ((mg/Kg)/massa atom) x bilangan oksidasi unsur % Balance = ((∑anion - ∑kation)/(│∑anion│+│∑kation│)) x 100% Tabel 4. Kesetimbangan Ion No 1 2 3 4 5 Nama Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 Jumlah Kation 50,98 39,7 30,26 1,14 2,94 Jumlah Anion % 53,46 34,49 28,46 1,32 2,6 Kesetimbanga n Ion % -2 7 3 -7 6 Tipe Air Tipe air ditentukan dengan melakukan plotting pada diagram segitiga Cl-SO4-HCO3 (Gambar 3 dan Tabel 5). Berdasarkan plotting pada diagram tersebut, dapat diketahui bahwa sampel MG01, MG02 dan MG05 masuk ke dalam tipe peripheral water dan MG03, MG04 masuk ke dalam tipe air Sulphate water. Page 210
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Gambar 3. Tipe Fluida dengan Diagram CL-SO4-HCO3, Giggenbach (1991) No Cl 1 2 3 4 5 1029,9 595,06 562,06 3,91 6,36 Tabel 5. Perhitungan Cl-SO4-HCO3,Giggenbach (1991) Total SO4 2446,6 266,57 1605,9 253,06 1167,5 593,22 64,37 46,44 133,95 60,06 HCO3 1150 757,84 11,5 14,01 67,53 %Cl 42,09 37,05 48,2 6,08 4,75 %SO4 10,89 15,76 50,81 72,16 44,8 %HCO3 47 47,19 0,98 21,77 50,41 Kondisi Air Dalam mengetahui kondisi air di daerah penelitian, dapat ditentukan dengan memplot pada diagram Na-K-Mg. Diagram ini dikembangkan oleh Giggenbach (1988) dalam Powell danCumming (2010). Selanjutnya menghitung persentase dari ketiga senyawa tersebut, terakhir memplotting hasil pada diagram segitiga Na-K-Mg (Tabel 6 dan Gambar 4). Berdasarkan dari hasil plotting pada diagram segitiga Na-K-Mg, dapat dilihat bahwa dari hasil perhitungan menunjukkan kondisi fluida daerah FF masuk ke dalam kelompok immature waters. Σ= Na + (10xK) + (1000x Σ Mg) %Na = (Na/ Σ) x 100% %K = (10K/ Σ) x 100% %Mg = (1000 Σ Mg / Σ) x 100% Nama Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 Na (ppm) 458,06 222,3 133,83 2,66 Tabel 6. Hasil Perhitungan Kondisi Fluida Daerah Penelitian %Na K(ppm) Mg (ppm) 316,76 10K 100 (Mg)^0,5 806 Total 316,76 17797, 8 17345, 9 13095 20888 80,66 383 38,39 300,88 300,88 171,48 4,36 171,48 4,36 22,46 1,2 171 4,36 2,4 1,2 0,9 0,12 %K 4,23 2,13 1,67 0,57 %MG 93,37 96,62 97,36 99,30 Page 211
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 MG05 6,56 2,38 12,53 12,56 12,5 3539 0,18 0,67 99,15 Gambar 4. Diagram Penentuan Kondisi Fluida (Giggenbach 1991) dalam Powell dan Cumming, 2010) Geothermometer Air Geothermometer Na/K Pada perhitungan geothermometer Na/K berikut adalah hasil dari perhitungan geothermometer Na/K Menurut Fournier (1979), Giggenbach et al. (1988) dan Truesdell (1976) (Tabel 7). Tabel 7. Perhitungan Geothermometer Na/K Nama Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 Na/K 5,68 5,79 5,96 2,22 2,74 Log Na/K 0,75 0,76 0,78 0,35 0,44 Founier (1979) oC 281,98 279,85 276,75 409,14 375,45 Giggenbach (1988) oC 281,90 280,04 277,31 390,11 362,04 Geothermometer K/Mg Pada perhitungan ini merupakan memperhitungkan temperatur reservoir yang mengandung unsur K dan Mg sebagai objek perhitungannya. Pada perhitungan ini menggunakan persamanaan Giggenbach (1988). Berikut adalah persamaan serta hasil dari perhitungan geothermometer K/Mg ( Tabel 8). Page 212
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Tabel 8. Hitungan Geothermometer K/Mg Giggenbach Giggenbach (1988) (oC) 15,79 28,08 32,70 54,27 50,99 K2/Mg Log K2/Mg Nama Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 20,54 4,89 2,94 0,33 0,45 1,314 0,690 0,459 -0,481 -0,345 Geothermometer Na/K/Ca Geothermometer ini merupakan metode perhitungan terhadap senyawa Na-K-Ca sebagai senyawa yang menjadi objek perhitungan untuk mengetahui reservoir geotermometer ini (Tabel 9). Berikut ini adalah hasil dari perhitungan dengan menggunakan rumus: Nama Sampel MG01 MG02 MG03 MG04 MG05 Tabel 9. Perhitungan Geothermometer dengan nilai β=4/3 Na K Ca Founier dan Trusdell (1973) 458,06 222,3 133,83 2,66 6,53 80,7 38,4 22,5 1,2 2,38 23,6 76,7 19,5 12,8 31,4 220,31 128,11 78,77 14,48 23,07 Setelah melakukan perhitungan dengan nilai β= 4/3 manifestasi dengan nilai temperatur yang >100oC, maka perlu dilakukan perhitungan lanjutan dengan menggunakan β=1/3 (Tabel 10). Tabel 10. Perhitungan Geothermometer dengan β=1/3 Nama Sampel MG01 MG02 Na 458,06 222,3 K 80,7 38,4 Ca 23,6 76,7 Founier dan Trusdell (1973) 233,25 204,37 Geoindikator Air Pada analisis geoindikator ini dilakukan sebanyak enam perhitungan geoindikator dengan berbeda- beda variable perhitungan, yaitu: Na/K, SO4/HCO3, Mg/Ca. Na/Ca, SO4/Cl, dan Na/Mg. Dari ke-enam perhitungan yang menggunakan variabel yang berbeda tersebut, dapat dilihat bahwa arah zona outflow cenderung pada arah timur dari daerah penelitian seperti ditunjukkan pada Tabel 11 sampai dengan Tabel 15 serta Gambar 5 sampai dengan (Gambar 8). Page 213
Page 214 ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Tabel 11. Tabel Geoindikator Mg/Ca NO Nama Sampel 1 MG01 2 MG02 3 MG03 4 MG04 5 MG05 Ca Mg (ppm) (ppm) 23,57 316,76 300,88 76,73 171,48 195,34 12,77 31,43 4,36 12,53 Mg/ Ca 13,44 3,92 0,88 0,34 0,40 Arah Aliran Outflow Upflow Gambar 5. Peta Geoindikator Mg/Ca Tabel 12. Tabel Geoindikator Na/K NO Nama Sampel 1 MG01 2 MG02 3 MG03 4 MG04 5 MG05 Na (ppm) 458,06 222,3 133,84 2,66 12,53 K (ppm) 80,65 38,39 22,45 1,2 2,38 Na/ k 5,68 5,79 5,96 2,22 2,74 Arah Aliran Outflow Upflow
Page 215 ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Gambar 6. Peta Geoindikator Na/K NO Nama Sampel 1 MG01 2 MG02 3 MG03 4 MG04 5 MG05 Tabel 13. Tabel Geoindikator Cl/SO₄ SO4 Cl (ppm) (ppm) 1029,9 266,57 595,06 253,06 562,81 593,22 46,44 60,06 Cl/SO4 3,85 2,35 0,95 0,08 0,11 3,91 6,36 Arah Aliran Outflow Upflow Gambar 7. Geoindikator Cl/SO₄
Page 216 ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 NO Nama Sampel 1 MG01 2 MG02 3 MG03 4 MG04 5 MG05 Tabel 14. Tabel Geoindikator Na/Ca Ca (ppm) 23,57 76,73 195,34 12,77 31,43 Na (ppm) 458 222 133 2,06 6,53 Na/Ca 19,43 2,90 0,60 0,21 0,21 Arah Aliran Outflow Upflow Gambar 8. Peta Geoindikator Na/Ca Tabel 15. Tabel Geoindikator Na/Mg Mg (ppm) 316,76 300,88 171,48 4,36 12,53 NO Nama Sampel 1 MG01 2 MG02 3 MG03 4 MG04 5 MG05 Na (ppm) 458 222 133 2,06 6,53 Na/Mg 1,45 0,74 0,78 0,61 0,52 Arah Aliran Outflow Upflow
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 Gambar 9. Peta Geoindikator Na/Mg KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis geokimia air pada daerah penelitian dapat disimpulkan, terdapat dua tipe air pada daerah penelitian yaitu peripheral water pada lokasi manifestasi mg01, mg02, dan mg05 serta tipe suphate water pada lokasi manifestasi mg03, dan mg04. Sumber air pada daerah penelitian merupakan sea water berupa tipe immature water, yang menunjukkan kaya akan unsur mg yang terpengaruh oleh air permukaan. Berdasarkan atas hasil analisis geoindikator pada daerah penelitian, menunjukkan area upflow berada pada bagian puncak gunung yang terletak di bagian baratdaya daerah penelitian sedangkan zona outflow mengarah ke arah timurlaut dari daerah penelitian. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan Terima Kasih Dan Penghargaan Kami Sampaikan Kepada DITJEN EBTKE Kementerian ESDM RI Atas Data Analisis Geokimia dan Kepada keluarga penulis tercinta serta teman- teman yang telah memberikan semangat kepada penulis dalam pengerjaan Penulisan Paper Ini. DAFTAR PUSTAKA 1. Fournier, R.O., 1977. Chemical Geothermometers and Mixing Modelsfor Geothermal System,Geothermics, 5, 1977. 2. Fournier, R. O. dan Truesdell, A. H., 1973. An empirical Na-K-Ca geothermometer for natural water: Geochimica Cosmochimica Acta, vol. 37, hal. 1255-1275. 3. Fournier, R. O., 1979. A Revised Equation for the Na/K Geothermometer. California: U.S. Geological Survey. Page 217
ANALISIS GEOKIMIA AIR DARI MANIFESTASI PERMUKAAN PADA PROSPEK PANASBUMI FF, KABUPATEN CIANJUR, PROVINSI JAWA BARAT p-ISSN 2715-5358, e-ISSN 2722-6530, Volume IV Nomor 02, Halaman 207-218 Agustus 2023 4. Giggenbach, W. F., 1991. Chemical Techniques in Geothermal Exploration. In Application of Geochemistry in Resources Development (pp. 119-144). UNITAR/UNDP Guidebook. 5. Giggenbach, W. F., 1988. Geothermal Solute Equilibria. Derivation of Na-K-Mg-Ca Geoindikators, Chemistry, Vol. 52, Elsevier, hal 2749-2765. 6. Giggenbach, W. F., 1987. Redox Processes Governing the Chemistry of Fumarolic Gas Discharges from White Island, New Zealand. Applied Geochemistry, Vol. 2, 143-161. 7. Hendrasto, F., dan Hutasoit, L.M., 2011. Penurutan Aliran Airtanah Berdasarkan Interpretasi Data Geokimia Fluida pada Lapangan Panasbumi Wayang Windu, Jawa Barat, Bulletin Ilmiah Mineral dan Energi MINDAGI, Vol. 02, No.01/Juli 2011, hal. 11-20. 8. Nicholson, K., 1993. Geothermal Fluids, Chemistry and Exploration Techniques, SpringerVerlag, Berlin Heidelberg, 206 hal. 9. Powell, T. dan Cumming, W., 2010. Spreasheets For Geothermal Water and G asGeochemistry Proceedings, Thirty- Fifth Workshop on Geothermal. 10. Situmorang, T. dan Hadisantono, R.D., 1992. Peta Geologi Gunungapi Gede, Cianjur, Jawa Barat. Bandung, Indonesia: Direktorat Vulkanologi ESDM. 11. Truesdell, A. H., 1976. Summary of Section III. Geochemical Techniques in Exploration. Second United Nations Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources, 53-79. Page 218