Karakterisasi Geokimia Fluida Panas Bumi dan Estimasi Temperatur Reservoir Marapi–Singgalang

Studi Manifestasi Permukaan dan Geotermometri Hidrotermal

ABSTRAK

Kompleks Gunung Marapi–Singgalang di Sumatera Barat merupakan kawasan vulkanik yang memiliki potensi panas bumi. Penelitian ini bertujuan mengetahui karakteristik fluida panas bumi, proses perubahan kimia fluida, serta memperkirakan temperatur reservoir berdasarkan geotermometri.

Sampel air diambil dari lima lokasi manifestasi panas bumi, yaitu Mata Air Panas (MAP) Bukik Kili, Padang Laweh, Batu Basa, Sungai Janiah, dan Sicincin. Analisis dilakukan terhadap kandungan kation, anion, silika, serta unsur B dan Li. Data kemudian dianalisis menggunakan diagram Cl-SO₄-HCO₃, Na-K-Mg, dan Cl-Li-B serta beberapa metode geotermometer.

Hasil penelitian menunjukkan terdapat dua karakter utama fluida, yaitu air klorida netral yang mengindikasikan fluida dari sistem hidrotermal yang lebih dalam dan air bikarbonat-sulfat yang berkaitan dengan proses pencampuran serta kondensasi di lingkungan dangkal. Geotermometer Na-K menunjukkan temperatur reservoir sekitar 200–235°C. Hasil tersebut menunjukkan adanya sistem panas bumi bertemperatur tinggi yang berpotensi untuk pengembangan energi panas bumi.

Kata kunci: geokimia fluida, panas bumi, geotermometer, Gunung Marapi, Gunung Singgalang, reservoir.

1. PENDAHULUAN

Indonesia memiliki potensi energi panas bumi yang besar karena berada pada jalur vulkanik dan tektonik aktif. Di Sumatera, aktivitas subduksi dan keberadaan Sistem Sesar Besar Sumatera menjadi salah satu faktor yang mendukung terbentuknya sistem panas bumi.

Kompleks Gunung Marapi–Singgalang–Tandikat merupakan salah satu kawasan vulkanik yang memiliki indikasi potensi panas bumi di Sumatera Barat. Wilayahnya meliputi Kabupaten Agam, Tanah Datar, Padang Pariaman, dan Kota Bukittinggi.

Gunung Marapi merupakan gunung api aktif dengan ketinggian sekitar 2.891 mdpl. Di sekitarnya terdapat Gunung Singgalang dan Tandikat yang membentuk kompleks vulkanik. Aktivitas magmatik menjadi sumber panas, sementara air hujan yang masuk melalui rekahan batuan menjadi sumber fluida panas bumi.

Mata air panas dan manifestasi lainnya di permukaan dapat digunakan untuk mengetahui kondisi sistem panas bumi di bawah permukaan. Melalui analisis kimia air, dapat diketahui jenis fluida, proses pencampuran, interaksi air dengan batuan, serta perkiraan temperatur reservoir.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik geokimia fluida panas bumi di Kompleks Marapi–Singgalang dan memperkirakan temperatur reservoir berdasarkan data geotermometri.

2. KONDISI GEOLOGI

2.1 Tektonik

Kawasan Sumatera Barat dipengaruhi oleh aktivitas subduksi Lempeng Indo-Australia terhadap Lempeng Eurasia. Kondisi tersebut membentuk Sistem Sesar Besar Sumatera dan berbagai sesar turunannya.

Sesar dan rekahan batuan berperan sebagai jalur masuk air hujan ke bawah permukaan sekaligus menjadi jalur naiknya fluida panas bumi menuju permukaan.

2.2 Batuan Penyusun

Kompleks Marapi–Singgalang didominasi batuan vulkanik Kuarter, antara lain lava andesit, tufa, breksi vulkanik, dan endapan lahar. Selain itu terdapat endapan aluvial dan koluvial di wilayah dataran antar-gunung.

Batuan yang mengalami rekahan dapat menjadi reservoir karena memiliki jalur permeabilitas untuk mengalirkan fluida panas bumi.

2.3 Sistem Panas Bumi

Secara umum, sistem panas bumi kawasan ini terdiri atas:

1. Sumber panas, berupa aktivitas magmatik atau intrusi muda di bawah kompleks gunung api.

2. Reservoir, berupa batuan vulkanik yang memiliki rekahan dan permeabilitas.

3. Batuan penudung, berupa batuan yang mengalami alterasi dan memiliki sifat relatif kedap.

4. Daerah resapan, terutama kawasan pegunungan yang menerima curah hujan tinggi.

3. METODOLOGI

3.1 Pengambilan Sampel

Sampel air panas diambil dari lima lokasi, yaitu:

• Bukik Kili (BK-01)

• Padang Laweh (PL-02)

• Batu Basa (BB-03)

• Sungai Janiah (SJ-04)

• Sicincin (SC-05)

Di setiap lokasi dilakukan pengukuran temperatur, pH, konduktivitas, TDS, dan parameter lapangan lainnya.

Sampel air kemudian disaring menggunakan filter 0,45 µm. Sampel untuk analisis kation diawetkan dengan HNO₃ hingga pH kurang dari 2, sedangkan sampel anion tidak diasamkan.

3.2 Analisis Laboratorium

Analisis dilakukan terhadap unsur utama, yaitu:

• Kation: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, dan Mg²⁺.

• Anion: Cl⁻, SO₄²⁻, dan HCO₃⁻.

• Silika (SiO₂).

• Unsur jejak B dan Li.

Kualitas data diperiksa menggunakan Charge Balance Error (CBE). Data dengan nilai CBE dalam batas ±5% dianggap memenuhi syarat untuk analisis lebih lanjut.

3.3 Analisis Geokimia dan Geotermometri

Jenis fluida dianalisis menggunakan diagram Cl-SO₄-HCO₃. Kondisi kesetimbangan air dan batuan dianalisis menggunakan diagram Na-K-Mg, sedangkan hubungan unsur Cl, Li, dan B digunakan untuk membantu mengetahui karakter fluida.

Temperatur reservoir diperkirakan menggunakan beberapa geotermometer, yaitu:

• Geotermometer Quartz.

• Geotermometer Na-K Giggenbach.

• Geotermometer Na-K Fournier.

• Geotermometer Na-K-Ca.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Air Panas

Hasil pengukuran menunjukkan temperatur manifestasi permukaan berkisar antara 33,2–51,5°C, dengan pH 6,20–7,10.

BK-01 memiliki temperatur permukaan dan kandungan Na serta Cl tertinggi. Sementara itu, SJ-04 memiliki temperatur paling rendah dan kandungan Ca serta Mg relatif tinggi.

Seluruh sampel memiliki nilai CBE di bawah 3,5%, sehingga data kimia dinilai cukup baik untuk digunakan dalam interpretasi.

4.2 Tipe Fluida

Berdasarkan diagram Cl-SO₄-HCO₃, terdapat dua kelompok utama.

BK-01 dan PL-02 menunjukkan karakter air klorida netral. Karakter ini dapat menunjukkan hubungan dengan fluida panas bumi yang berasal dari bagian sistem yang lebih dalam.

Sementara itu, BB-03, SJ-04, dan SC-05 memiliki karakter lebih kaya bikarbonat dan sulfat. Kondisi tersebut dapat berkaitan dengan pencampuran fluida panas dengan air tanah serta proses kondensasi gas panas bumi di lingkungan dangkal.

4.3 Kesetimbangan Air-Batuan

Diagram Na-K-Mg menunjukkan bahwa BK-01 dan PL-02 berada pada kondisi partial equilibrium. Artinya, fluida telah mengalami interaksi dengan batuan reservoir, tetapi kemungkinan masih mengalami perubahan selama bergerak menuju permukaan.

BB-03, SJ-04, dan SC-05 berada pada kelompok immature water. Kandungan Mg yang lebih tinggi menunjukkan pengaruh air tanah dan interaksi dengan batuan pada kondisi yang lebih dangkal.

Karena itu, BK-01 dan PL-02 lebih sesuai digunakan untuk memperkirakan temperatur reservoir.

4.4 Estimasi Temperatur Reservoir

Hasil perhitungan geotermometer menunjukkan:

Keterangan: nilai Na-K SJ-04 dianggap kurang dapat diandalkan karena indikasi pencampuran.

Geotermometer Quartz memberikan temperatur lebih rendah dibandingkan geotermometer Na-K. Pada sampel BK-01 dan PL-02, geotermometer Na-K menghasilkan temperatur sekitar 212–235°C.

Berdasarkan data tersebut, temperatur reservoir yang diperkirakan berada pada kisaran 200–235°C.

4.5 Unsur B dan Li

Perbandingan unsur Boron (B), Litium (Li), dan Klorida (Cl) pada BK-01 dan PL-02 menunjukkan adanya hubungan kimia yang relatif konsisten.

Data tersebut mendukung dugaan bahwa kedua sampel memiliki hubungan dengan sistem hidrotermal yang sama. Kandungan Li juga menunjukkan adanya interaksi fluida dengan batuan vulkanik pada temperatur tinggi.

4.6 Model Sistem Panas Bumi

Berdasarkan data geologi dan geokimia, sistem panas bumi Marapi–Singgalang dapat digambarkan secara sederhana sebagai berikut:

1. Air hujan masuk ke bawah permukaan melalui daerah resapan di lereng gunung.

2. Air bergerak melalui rekahan dan sesar menuju kedalaman.

3. Fluida dipanaskan oleh sumber panas magmatik.

4. Fluida panas berinteraksi dengan batuan reservoir.

5. Fluida kemudian naik melalui zona rekahan dan muncul sebagai mata air panas.

6. Sebagian fluida mengalami pencampuran dengan air tanah sehingga menghasilkan manifestasi dengan karakter bikarbonat-sulfat.

BK-01 dan PL-02 diperkirakan berhubungan dengan bagian sistem yang lebih dekat dengan jalur fluida panas, sedangkan BB-03, SJ-04, dan SC-05 menunjukkan pengaruh proses pencampuran dan perubahan fluida di bagian yang lebih dangkal.

5. IMPLIKASI TERHADAP POTENSI PANAS BUMI

Perkiraan temperatur reservoir sekitar 200–235°C menunjukkan bahwa Kompleks Marapi–Singgalang memiliki sistem panas bumi bertemperatur tinggi.

Data tersebut dapat menjadi dasar untuk penelitian lanjutan, terutama survei geofisika seperti Magnetotellurik (MT), pemetaan struktur bawah permukaan, dan kajian lebih detail untuk mengetahui lokasi reservoir serta zona permeabel.

Namun, estimasi temperatur dari geotermometer fluida belum cukup untuk menentukan kapasitas listrik atau lokasi pemboran secara pasti. Diperlukan integrasi dengan data geologi, geofisika, hidrogeologi, dan hasil pengeboran.

6. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan:

1. Manifestasi panas bumi di Kompleks Marapi–Singgalang memiliki temperatur permukaan 33,2–51,5°C dengan pH 6,20–7,10.

2. Fluida terbagi menjadi dua karakter utama, yaitu air klorida netral pada Bukik Kili dan Padang Laweh serta air bikarbonat-sulfat pada Batu Basa, Sungai Janiah, dan Sicincin.

3. Sampel Bukik Kili dan Padang Laweh menunjukkan kondisi partial equilibrium sehingga lebih sesuai digunakan untuk estimasi temperatur reservoir.

4. Geotermometer Na-K menunjukkan perkiraan temperatur reservoir sekitar 200–235°C.

5. Kompleks Marapi–Singgalang menunjukkan indikasi sistem panas bumi bertemperatur tinggi dan layak dikaji lebih lanjut melalui survei geologi, geokimia, dan geofisika terpadu.

6. Data penelitian dapat menjadi salah satu dasar awal untuk memahami sistem panas bumi Marapi–Singgalang, tetapi penentuan kapasitas pembangkitan dan lokasi pemboran membutuhkan penelitian lanjutan.