jbptitbpp gdl aishahfith 20075 1 2013ta r
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
1/14
GEOLOGI DAN STUDI KHUSUS GEOKIMIA AIR PADA
LAPANGAN PANAS BUMI DAERAH PINASUNGKULAN DAN
SEKITARNYA, KECAMATAN RANOWULU, KOTA BITUNG,
PROVINSI SULAWESI UTARA
TUGAS AKHIR A
Diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Stara Satu (S-1)
Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian,
Institut Teknologi Bandung
Oleh:
AISHAH FITHRITUR RAHIM LUTHAN
12009046
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2013
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
2/14
i
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR A
GEOLOGI DAN STUDI KHUSUS GEOKIMIA AIR PADA LAPANGAN PANAS
BUMI DAERAH PINASUNGKULAN DAN SEKITARNYA, KECAMATAN
RANOWULU, KOTA BITUNG, PROVINSI SULAWESI UTARA
Diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Stara Satu (S-1)
Program Studi Teknik Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian,
Institut Teknologi Bandung
Penulis,
Aishah Fithritur Rahim Luthan
NIM: 12009046
Menyetujui,
Pembimbing,
Dr. Ir. Niniek Rina Herdianita, M.Sc.
NIP: 19660419 199202 2001
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
3/14
ii
ABSTRAK
Daerah penelitian secara administratif termasuk di wilayah KecamatanRanowulu, Kota Bitung, Provinsi Sulawesi Utara dan secara geografis terletak pada
koordinat UTM 170000-174000 mU dan 735000-740000 mT (Zona 51U). Pemetaan
geologi berskala 1:12.500 dan analisis geokimia air ini dilakukan untuk mempelajari
dan mengetahui tatanan geologi dan sistem panas bumi di daerah penelitian.
Daerah penelitian terletak di sebelah baratlaut kaki Gunung Duasudara dan
Gunung Tangkoko. Berdasarkan bentuk dan bentang alam, daerah penelitian dibagi
menjadi tiga satuan geomorfologi, yaitu Satuan Kerucut Gunungapi, Satuan Kaki
Gunungapi, dan Satuan Perbukitan Volkanik Terdenudasi. Geologi daerah penelitian
juga dipengaruhi oleh produk-produk volkanik dari kedua gunungapi tersebut.
Sejarah geologi daerah penelitian dimulai pada kala Plistosen yang diawali dengan
aktivitas volkanisme Gunung Duasudara yang mengendapkan Satuan Tuf, Satuan
Lava Andesit, dan Satuan Tuf Lapili secara berurutan. Kemudian, aktivitas
volkanisme semakin bergeser ke arah timurlaut sehingga Gunung Tangkoko aktif
dan menghasilkan produk berupa Satuan Lava Andesit Piroksen yang juga berumur
Plistosen. Setelah seluruh satuan batuan terendapkan pada daerah penelitian,
terbentuk struktur geologi yang dikontrol oleh kehadiran subduksi Sangihe Timur
berupa Sesar Normal Pinasungkulan, Sesar Normal Toka Tembaankoka, dan Sesar
Normal Pareng. Ketiga sesar ini terbentuk pada satu periode yang sama pada daerahpenelitian.
Survei geokimia dilakukan untuk mengetahui model sistem panas bumi daerah
Pinasungkulan dan sekitarnya melalui analisis geokimia air. Manifestasi panas bumi
ditemukan di 5 lokasi, yaitu pada daerah Pinasungkulan, Serawet, Batuputih, dan
Pareng, berupa mata air hangat bertemperatur 34-41oC, pH 6,91-7,65, dan
merupakan air bikarbonat (HCO3). Manifestasi ini berasal dari satu reservoir yang
diperkirakan bertemperatur 200-230oC dan terletak pada kedalaman 1.256-1.497 m
di bawah permukaan. Sumber panas pada sistem panas bumi ini diperkirakan berasal
dari aktivitas volkanisme Gunung Tangkoko. Sistem panas bumi di daerah penelitianmerupakan sistem bertemperatur menengah dan diperkirakan mempunyai sumber
daya spekulatif sebesar 20 MWe.
Kata kunci:geokimia, panas bumi, Duasudara, Tangkoko, Sulawesi Utara.
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
4/14
iii
ABSTRACT
The research area is administratively located at Ranowulu District, Bitung,North Sulawesi and geographically located in UTM 170000-174000 mN and
735000-740000 mE (51N Zone). The aims of this research are to understand the
geological setting of Pinasungkulan and surroundings area based on field data using
scale of 1:12.500 in 4 x 5 km2area and also to analyze the geochemistry aspects of
geothermal manifestations in order to create a model of geothermal system in the
research area.
The research area is located in the northwest of Mt. Duasudara and Mt.
Tangkoko. Based on the landscapes, the research area can be divided into Volcanic
Cone Unit, Volcanic Footslopes Unit, and Volcanic Denudational Hills Unit.
Geology of the research area is also affected by the volcanic products of Mt.
Duasudara and Mt. Tangkoko. Geological history of the research area started on the
Pleistocen, marked by the activity of Mt. Duasudara that deposited Tuff Unit,
Andesitic Lava Unit, and Lapilli Tuff Unit sequentially. Then, the volcanic activity
was shifting northeast triggering the activation of Mt. Tangkoko that produced
Pyroxene Andesitic Lava Unit in the Pleistocene. the northwest of After all of the
lithological units were deposited, the geological structures that were controlled by
the activity of East Sangihe Subduction, i. e. Pinasungkulan Normal Fault, Toka
Tembaankoka Normal Fault, and Pareng Normal Fault were formed. The faults areformed within one period of time.
Geochemical survey was done in order to know the geothermal system model
of Pinasungkulan and surrounding area by using water geochemistry analysis.
Geothermal manifestations in the form of bicarbonate (HCO3) warm springs are
found in 5 different locations, i.e. Pinasungkulan, Serawet, Batuputih, and Pareng
area, with temperature ranging from 34-41oC and pH 6,91-7,62. The manifestations
are originated from one reservoir with temperature rising about 200-230oC at 1.256-
1.497 m depth. The heat source of the geothermal system is controlled by the activity
of Mt. Tangkoko. The geothermal system in the research area has intermediatetemperature geothermal system with 20 MWe speculated resource.
Keywords:geochemistry, geothermal, Duasudara, Tangkoko, Sulawesi Utara.
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
5/14
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi rabbil alamin. Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah
SWT atas berkat dan rahmat-Nya yang telah menyertai penulis dalam penyusunan
laporan tugas akhir yang berjudul Geologi dan Studi Khusus Geokimia Air Pada
Lapangan Panas Bumi Daerah Pinasungkulan dan Sekitarnya, Kecamatan
Ranowulu, Kota Bitung, Provinsi Sulawesi Utara ini. Adapula latar belakang
penyusunan laporan ini didasari oleh keinginan penulis untuk mempelajari tatanan
geologi serta sistem panas bumi yang hadir pada daerah tersebut.
Penyelesaian laporan ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari
berbagai pihak. Penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Ir. Niniek Rina Herdianita, M.Sc., selaku dosen pembimbing tugas akhir,
2. Tim Geologi dan Geokimia Survey Terpadu Duasudara dari Pusat Sumber
Daya Geologi; Pak Mochamad Nur Hadi, Pak Suwarno, Pak Dedi Kusnaedi,
Pak Edi Purwoto, Mbak Dhonna Yulianty,
3.
Bapak dan Ibu Supit, Ibu Mesi dan suami, Pak Romy Muntuan , Pak Ian Ade
Rai Signal, Pak Yas, serta masyarakat Ranowulu,
4. Seluruh dosen dan staf Program Studi Teknik Geologi ITB,
5. Teman-teman dan senior Lab. Geokimia, Lutfi, Rinaldi, Yadzil, Bang John,
dan Mas Jarwo,
6. Teman-teman Teknik Geologi 2009 dan GEA, dan
7. Ayahanda Jurizal Julian Luthan, Ibunda Yulfarida Abidin Luthan, serta adik-
adik, Abdurrahman dan Abdurrazzaq.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan pada laporan tugas akhir
ini. Karenanya, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran. Akhir kata, penulis
berharap laporan tugas akhir ini dapat memberikan ilmu dan manfaat bagi para
pembacanya.
Bandung, September 2013
Aishah Fithritur Rahim Luthan
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
6/14
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN i
ABSTRAK ii
ABSTRACT iii
KATA PENGANTAR iv
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR viii
DAFTAR TABEL xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 1
1.2 MAKSUD DAN TUJUAN 2
1.3 BATASAN MASALAH 2
1.4 LOKASI DAN KESAMPAIAN DAERAH PENELITIAN 3
1.5 KONDISI UMUM DAERAH PENELITIAN 3
1.6 TAHAPAN DAN METODE PENELITIAN 3
1.7 PENELITI TERDAHULU 6
1.8 SISTEMATIKA PEMBAHASAN 6
BAB II GEOLOGI REGIONAL 7
2.1 FISIOGRAFI 7
2.2 STRATIGRAFI 8
2.3 TEKTONIK 10
BAB III TATANAN GEOLOGI DETIL 12
3.1 GEOMORFOLOGI 12
3.1.1 Pengamatan Citra Satelit 12
3.1.2 Pola Aliran Sungai 14
3.1.3 Satuan Geomorfologi 16
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
7/14
vi
3.1.3.1 Satuan Kerucut Gunungapi 16
3.1.3.2 Satuan Kaki Gunungapi 17
3.1.3.3 Satuan Perbukitan Volkanik Terdenudasi 18
3.1.4 Tahapan Geomorfik 19
3.2 STRATIGRAFI 21
3.2.1 Satuan Tuf 24
3.2.2 Satuan Lava Andesit 26
3.2.3 Satuan Tuf Lapili 28
3.2.4 Satuan Lava Andesit Piroksen 30
3.3 STRUKTUR GEOLOGI 31
3.3.1 Sesar 32
3.3.1.1 Sesar Normal Pinasungkulan 32
3.3.1.2 Sesar Normal Toka Tembaankoka 32
3.3.1.3 Sesar Normal Pareng 32
3.3.2 Mekanisme Pembentukan Sesar 33
BAB IV MANIFESTASI PANAS BUMI 34
4.1 GAMBARAN UMUM 34
4.2 STUDI KHUSUS 35
4.2.1 Lokasi 35
4.2.2 Manifestasi Panas bumi 36
4.2.3 Tata Cara Pengambilan Sampel 39
4.2.4 Hasil Analisis Sampel 40
4.3 ANALISIS GEOKIMIA 40
4.3.1 Kesetimbangan Ion 40
4.3.2 Klasifikasi Tipe Air 42
4.3.3 Geoindikator 42
4.3.4 Isotop Stabil 44
4.3.5 Temperatur Reservoir 45
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
8/14
vii
4.3.6 Kedalaman Reservoir 47
4.3.7 Model Sistem Panas Bumi Daerah Pinasungkulan dan
Sekitarnya 48
4.3.8 Potensi Panas Bumi Daerah Pinasungkulan dan
Sekitarnya 48
BAB V SEJARAH GEOLOGI 53
BAB VI KESIMPULAN 55
DAFTAR PUSTAKA 56
LAMPIRAN A: Peta Geomorfologi (A1), Peta Lintasan (A2), dan Peta
Geologi (A3) 59
LAMPIRAN B: ANALISIS PETROGRAFI 60
LAMPIRAN C: ANALISIS PENTARIKHAN JEJAK BELAH 61
LAMPIRAN D: ANALISIS PIMA (PORTABLE INFRARED MINERAL
ANALYZER) 62
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
9/14
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi pemetaan geologi dan studi khusus berada pada kotak
hijau, sedangkan lokasi analisis geomorfologi berada pada kotak merah 5
Gambar 2.1 Peta fisiografi Sulawesi berdasarkan pembagian van Bemmelen
(1949) 8
Gambar 2.2 Peta Geologi Lembar Manado, Sulawesi Utara (Effendi dan
Bawono, 1997) 9
Gambar 2.3 Stratigrafi regional Lembar Manado, Sulawesi Utara (Effendi dan
Bawono, 1997). Kotak merah menunjukkan satuan litologi yang hadir pada
daerah penelitian secara regional 9
Gambar 2.4 Peta tektonik Sulawesi yang telah disederhanakan (Carlile dkk.,
1989) 11
Gambar 3.1 Pola kelurusan dan kelengkungan yang ditarik pada citra
ASTER di daerah analisis geomorfologi 13
Gambar 3.2 Dominasi arah kelurusan yang ditampilkan dalam bentuk
diagram roset 13
Gambar 3.3 Morfologi dari pola kelengkungan yang ditarik pada citra
ASTER, (a) Gunung Tangkoko, (b) Gunung Duasudara, dan (c) Batuangus 14
Gambar 3.4 Pola aliran radial, paralel, dan dendritik pada sungai-sungaiyang berada di daerah penelitian 15
Gambar 3.5 Morfologi kerucut dan kaki gunungapi dari Gunung Tangkoko
pada Satuan Kerucut Gunungapi dan Satuan Kaki Gunungapi. Foto diambil
dari Pinasungkulan menghadap ke tenggara 17
Gambar 3.6 Morfologi kerucut dan kaki gunungapi dari Gunung Duasudara
pada Satuan Kerucut Gunungapi dan Satuan Kaki Gunungapi. Foto diambil
dari Kelurahan Duasudara menghadap ke timur 18
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
10/14
ix
Gambar 3.7 Morfologi perbukitan pada Satuan Perbukitan Volkanik. Foto
diambil dari Pinasungkulan menghadap ke timur 18
Gambar 3.8 Bentukan lembah sungai yang hadir pada daerah analisisgeomorfologi, (a) sungai berarah selatan-utara di daerah Pareng dengan lembah
sungai yang menyerupai bentukan huruf Vdan (b) sungai berarah selatan-
utara di daerah Batuputih dengan lembah sungai yang menyerupai bentukan
huruf U 20
Gambar 3.9 Delineasi sebaran produk volkanik Gunung Duasudara dan
Gunung Tangkoko yang dibuat berdasarkan pengamatan citra satelit 22
Gambar 3.10 Satuan Tuf berupa (a) lapili tuf yang teramati pada lokasi AI73,
(b) tuf yang teramati pada lokasi AI30, dan (c) tuf teralterasi yang
menunjukkan kehadiran urat kuarsa berdiameter 1-2 cm yang teramati pada
lokasi AI20 24
Gambar 3.11 Endapan debu kasar yang menutupi beberapa satuan litologi
pada daerah penelitian yang diamati pada lokasi pengamatan AI32. Endapan
ini diduga merupakan endapan muda produk erupsi Gunung Tangkoko 25
Gambar 3.12 Sayatan petrografi dari Satuan Tuf, (a) sayatan tuf gelas dengan
fragmen berupa feldspar (B2), ortopiroksen (F10), klinopiroksen (J8), kuarsa
(E7), dan mineral opak (H6) berupa pirit, yang diambil dari singkapan lapili tuf
pada lokasi AI73 dan (b) sayatan tuf gelas, dengan fragmen berupa
ortopiroksen (A9), feldspar (F7), kuarsa (B5), dan mineral opak (A3) berupa
pirit, yang diambil dari singkapan tuf kasar pada lokasi AI30 25
Gambar 3.13 Sayatan petrografi dari tuf yang telah teralterasi pada Satuan Tuf
yang diambil pada lokasi AI20. Terlihat mineral lempung telah menggantikan
fragmen dan massadasar secara intensif 26
Gambar 3.14 Satuan Lava Andesit serta sampel yang diambil dari lokasi
pengamatan AI54 27
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
11/14
x
Gambar 3.15 Sayatan petrografi andesit yang diambil dari singkapan yang
terletak pada lokasi AI54. Fenokris terdiri dari plagioklas (D2), ortopiroksen
(G4), dan mineral opak (I2) berupa pirit 27
Gambar 3.16 (a) Satuan Tuf Lapili yang teramati pada lokasi AI63 dengan
fragmen berupa (b) lava andesit dan (c) tuf 29
Gambar 3.17 Sayatan petrografi dari Satuan Tuf Lapili yang diambil dari
lokasi AI87, (a) sayatan petrografi fragmen skoria berupa tuf gelas; butiran
terdiri dari ortopiroksen (A7), feldspar (I2-I4), kuarsa (E7), dan mineral opak
(E4) berupa pirit, serta matriks berupa gelas volkanik, dan (b) sayatan
petrografi fragmen andesit; butiran terdiri dari plagioklas (E1-H1),
ortopiroksen (F3), dan mineral opak (B6-B7) berupa pirit 29
Gambar 3.18 Satuan Lava Andesit Piroksen serta sampel yang diambil dari
lokasi pengamatan AI85 30
Gambar 3.19 Sayatan petrografi andesit piroksen yang diambil dari singkapan
yang terletak pada lokasi AI88. Fenokris terdiri dari plagioklas (C10-I10),
piroksen (A2-A4), dan mineral opak (J4) berupa pirit 30
Gambar 3.20 Singkapan pada lokasi AI87 yang menunjukkan kontak selaras
antara Satuan Tuf Lapili di bagian bawah Satuan Lava Andesit Piroksen.
Terlihat bahwa tersingkapnya kedua satuan ini dikontrol oleh kehadiran
struktur geologi yang meninggalkan bentukan air terjun 31
Gambar 4.1 Lokasi manifestasi mata air hangat pada daerah penelitian
(Google Maps, 2013) 36
Gambar 4.2 Manifestasi panas bumi pada daerah penelitian, (a) mata air
hangat Pinasungkulan (PNS), (b) mata air hangat Serawet-1 (SRW-1), (c) mata
air hangat Serawet-2 (SRW-2), (d) mata air hangat Pareng (PRG), dan (e) mata
air hangat Batuputih (BPT); manifestasi air hangat keluar dari titik yang
ditunjukkan dengan tanda panah merah, sedangkan keterdapatan sinter
travertin ditandai dengan tanda panah biru dengan kenampakan berwarna putih
kehijauan pada manifestasi 37
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
12/14
xi
Gambar 4.3 Tahap-tahap (a) pengukuran temperatur udara dan air, (b)
pengukuran daya hantar listrik, dan (c) pengukuran pH air pada manifestasi
mata air hangat 39
Gambar 4.4 Tahap-tahap pengambilan sampel kimia air pada manifestasi
mata air hangat di daerah penelitian, (a) pengambilan sampel kimia air
menggunakan gelas ukur yang sebelumnya telah dibilas tiga kali dengan air
manifestasi dan (b) sampel kimia air yang dimasukkan ke dalam dalam (1) alat
suntik plastik berkapasitas 50 mL yang telah diberikan (2) membran penyaring
berukuran 0,45 m ke dalam (3) botol polietilen 500 mL yang sebelumnya
telah dibilas tiga kali dengan air manifestasi 39
Gambar 4.5 Tahap-tahap pengambilan sampel isotop stabil pada manifestasi
mata air hangat di daerah penelitian, (a) pengambilan sampel isotop stabil
menggunakan botol kaca berkapasitas 100 mL yang sebelumnya telah dibilas
sebanyak tiga kali dengan air manifestasi, dan (b) sampel isotop stabil yang
telah diambil dari manifestasi serta telah dipastikan bahwa tidak ada
gelembung udara yang terperangkap di dalamnya 40
Gambar 4.6 Tipe air pada fluida panas bumi Pinasungkulan dan sekitarnya
berdasarkan pengeplotan pada diagram Cl-SO4-HCO3 42
Gambar 4.7 Pengeplotan lima manifestasi mata air hangat pada diagram Cl-
Li-B 43
Gambar 4.8 Hasil pengeplotan isotop stabil pada kelima manifestasi mata air
hangat pada daerah penelitian. Garis air meteorik global didapatkan melalui
pengeplotan variasi nilai D dan 18O dari air meteorik mengikuti persamaan
linier yang disebutkan oleh Craig (1961, dalam Nicholson 1993) 45
Gambar 4.9 Diagram yang digunakan untuk menentukan kedalaman
reservoir suatu sistem panas bumi berdasarkan statistik kedalaman reservoir
dan hasil pengukuran temperatur pada beberapa lokasi pemboran lapangan
panas bumi di Indonesia (Hochstein dan Sudarman, 2008) 47
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
13/14
xii
Gambar 4.10 Model konseptual aliran panas dan fluida daerah panas bumi
Pinasungkulan dan sekitarnya 51
Gambar 4.11 Delineasi reservoir dan sumber panas dari sistem panas bumidaerah penelitian berdasarkan analisis geokimia. Kotak biru menandakan
daerah target eksplorasi selanjutnya, di mana metode geofisikaMagnetotelluric
dapat diterapkan untuk mengetahui posisi dan lokasi reservoir secara lebih
spesifik 52
-
7/25/2019 Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r
14/14
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Kesebandingan stratigrafi daerah peemetaan geologi dengan
peneliti terdahulu 23
Tabel 4.1 Lokasi dan karakteristik manifestasi mata air hangat daerah
Pinasungkulan dan sekitarnya 38
Tabel 4.2 Hasil analisis kimia air dari manifestasi mata air hangat di daerah
penelitian 41
Tabel 4.3 Hasil rasio B/Cl dari tiap manifestasi 44
Tabel 4.4 Hasil analisis isotop stabil dari manifestasi mata air hangat di
daerah penelitian 44