Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r

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


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


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.


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.


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


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


7/14

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


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


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


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


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


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


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


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

Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r

Documents

Transcript of Jbptitbpp Gdl Aishahfith 20075 1 2013ta r