Geologic 2.0

A. Tatanan Tektonik Pulau Sumatera dan Pulau Jawa

Indonesia berada diujung selatan dari lempeng benua Eurasia. Pulau Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara serta pulau-pulau lainnya di Indonesia tebentuk kurang lebih tiga juta tahun yang lalu dari pecahan superbenua Gondwana dan terbentuk di batas subduksi Eurasia.

Bagian barat Indonesia dibatasi oleh lempeng Indian yang bersubduksi dengan lempeng Eurasia membentuk Palung Jawa. Sejajar dengan palung terdapat sesar menganan Sumatera dan Mentawai yang diakibatkan oleh subduksi lempeng Indian yang miring terhadap arah lempeng Eurasia. Sesar dan sistem palung ini adalah yang paling aktif menyebabkan deformasi di Pulau Sumatera yang membentuk pegunungan atau disebut Bukit Barisan yang diantaranya adalah gunung api aktif seperti Sinabung, Marapi, dan Kerinci. Lain halnya dengan Pulau Jawa, deformasi aktif diakibatkan oleh kompleks suture zone seluas 2000 km2 termasuk zona beberapa lempeng kecil dan subduksi ganda. Kecepatan subduksi lempeng Indian dan Eurasia berkisar 6 cm/tahun. Subduksi sepanjang hampir 2000 km sepanjang Jawa kemudian menikuk tajam berbentuk U di laut Banda juga membentuk deretan gugusan pulau Indonesia tengah di bagian inner ridge seperti Pulau Bali, Sumbawa, Flores, dan Damar dengan deformasi yang paling aktif adalah thrust fault di bagian utara.

Subduksi pada palung Jawa-Sumatera dapat diamati berdasarkan zona seismik Benioff yang berada sekitar 200 km dibawah zona melange. Subduksi pada kedalaman 100 km memiliki kemiringan 65o ke arah utara Jawa dan Laut Jawa hingga meluas sampai kedalaman 650 km. Sedangkan di Sumatera kedalaman subduksi hanya mencapai 200 km dengan kemiringan 30o-40o pada kedalaman 100 km dan 25o diukur kearah utara dari subduksi. Sedangkan, di Kepulauan Nusa Tenggara kemiringan subduksi mencapai 75o direntang kedalaman 200-600 km dibawah utara Pulau Flores. Namun, menuju arah timur kemiringan berkurang menjadi 40o pada rentang kedalaman 100-600 km. Panjang kurva zona seismik diukur kebawah bernilai 800 km di Jawa, 400 km di Sumatera, dan 550 km jika diukur kearah utara. Kedalaman palung pada lengkungan arah SE-E yaitu 4,5 km kearah utara Sumatera dan 6-7 km di Jawa.

Di bagian inner volcanic arc Nusa Tenggara mengandung batuan volkanik Kenozoik atas, paling banyak adalah kalk-alkali berselingan dengan sedimen volkanigenik dan karbonat. Bagian barat Pulau Bali, Lombok, dan Sumbawa terdapat rangkaian struktur dan volkanik muda ke arah timur dengan di bagian utara terdapat banyak gunung api muda aktif. Batuan vulkanik muda menunjukkan kenaikan ratio kalium silikon terhadap jarak zona Beniooff di bawah. Batuan vulkanik pada busur vulkanik utama mengandung radiogenik strontium ratio 87Sr/86Sr sekitar 0,7045-0,7095 yang mengindikasikan adanya sedimen yang tersubduksi. Mud volcano biasa terjadi di beberapa bagian Pulau Timor yang kemungkinan akibat penimbunan tektonik yang cepat dari sedimen yang masih basah pada prisma akresi.

Sedangkan analisis ratio strontium pada welded tuff  Toba menunjukkan nilai 0,714 yang berarti kontribusi kerak pada aktivitas volkanik sangat berpengeruh. Sedangkan di beberapa bagian seperti gunung Marapi menunjuukan nilai 0,7046 yang menunjukkan pengaruh kerak cukup kecil.

Perbedaan sistem subduksi antara Pulau Jawa dan Sumatera mengakibatkan perbedaan magmatisme. Hal ini dapat dilihat dari rasio distribusi gunung api di Sumatera : Jawa adalah 3:3,5 yang diduga berhubungan dengan perbedaan sudut penunjaman. Pulau Jawa sekalipun yang memiliki sudut yang hampir seragam nyatanya ada perbedaan diantara bagiannya. Bagian barat Jawa memiliki aktivitas seismik dan densitas vulkanik yang paling tinggi daripada wilayah lainnya.

B. Sistem Panas Bumi Sarulla

Penentuan Tipe Air
1. Plot Diagram Cl-HCO3-SO4
Gambar 2. menunjukkan plot data kimia fluida Lapangan Sarulla dalam diagram Cl-HCO3-SO4.

Gambar 2. Plot diagram Cl-HCO3-SO4

Berdasarkan plot tersebut menunjukkan tipe air dari manifestasi di Lapangan Sarulla.
a. Tipe Air Bikarbonat

Sampel dengan label 2 dan 8 merupakan tipe air bikarbonat, sedangkan sampel dengan label 1 kemungkinan percampuran antara tipe air meteorik dan reservoir.

b. Tipe Air Klorida
Sampel dengan label 3 dan 4 memiliki tipe air klorida, sedangkan sampel dengan label 5 dan 6 berupa percampuran air meteorik dengan air reservoir.

c. Tipe Air Asam Sulfat

Sampel dengan label 7 memiliki tipe air asam sulfat

1.2. Plot Diagram Na-K-Mg
Gambar 3. menunjukkan plot data terhadap diagram Na-K-Mg.

Gambar 3. Plot diagram Na-K-Mg

 

Dari plot data, menunjukkan bahwa sampel batuan dengan label 1 dan 7 mengalami pengayaan unsur Mg. Berurutan dari 2,8,6,3,5,dan 4 merupakan keadaan partial equilibrium hingga fully equilibrium dengan batuan reservoir.

2. Pengelompokkan Manifestasi Berdasarkan Tipe Air

Gambar 4. Pembagian manifestasi berdasarkan tipe air.

3. Penentuan Suhu Reservoir
3.1. Geotermometer Kuarsa

Tabel 1. Tabel hasil perhitungan geotermometer menggunakan indikator kuarsa

3.2 Geotermometer Na-K
Tabel 2. Tabel hasil perhitungan geotermometer menggunakan indikator Na-K

 

3.3. Geotermometer pilihan

  1. Reservoir bagian selatan

Digunakan sampel dengan label 3 dan 4 sebagai penunjuk suhu reservoir. Hal ini didasarkan pada sampel 3 dan 4 merupakan air bertipe klorida yang kemungkinan merupakan air reservoir dan termasuk dalam kelompok partially-fully equilibration. Penggunaan parameter Na-K dibandingkan dengan SiO2 dikarenakan pada zona upflow muncul fumarole sebagai indikasi reservoir berentalpi tinggi. Suhu reservoir bagian selatan berdasarkan geotermometer Na-K pada sampel 3 dan 4 adalah 207,8 ± 10 0C.

  1. Reservoir bagian utara

Pada bagian utara terhalang oleh circular features, sehingga sampel yang dapat digunakan hanya sampel 7, dan 8. Sampel 7 merupakan tipe air sulfat, sehingga tidak dapat digunakan sebagai indicator geotermometer. Berdasarkan keberadaan fumarole sebagai indicator reservoir entalpi tinggi, maka digunakan Na-K dengan suhu lebih tinggi dari indicator kuarsa. Sehingga suhu reservoir bagian utara adalah 242,8 ± 10 0C.

  1. Arah Aliran Fluida

Berdasarkan peta persebaran manifestasi yang dikelompokkan dari tipe air, kemungkinan Lapangan Sarulla memiliki dua reservoir, yaitu di bagian utara dan selatan. Arah aliran fluida untuk reservoir di bagian utara kemungkinan hanya upflow atau bila ada mengarah ke utara,karena menurut penulis terdapat penghalang berupa circular feature, sedangkan pada reservoir bagian selatan fluida mengalir kearah utara sebagai outflow. Hal ini didasarkan pada bentuk topografi Lapangan Sarulla dan kemunculan manifestasi dengan tipe air klorida di bagian tengah dimana tipe air klorida merupakan penunjuk daerah marginal suatu sistem panas bumi (3 dan 4), sedangkan di bagian utara juga muncul manifestasi dengan tipe air asam sulfat. Selain itu, dapat dilihat bahwa Lapangan Sarulla merupakan sistem panasbumi Liquid-dominated berhubungan dengan graben dan dari persebaran dan data kimia manifestasi memunculkan dua kemungkinan reservoir.

  1. Model Konseptual

 

Referensi

Aribowo, Yoga. (2011). Prediksi Temperature Reservoar Panas Bumi dengan Menggunakan Metoda Geotermometer Kimia Fluida. Teknik Vol. 32

Hall, Robert. Indonesia, Geology. Royal Holloway University of London, 1-3

Hamilton, W. (1979). Tectonics of the Indonesian Region, USGS Professional Paper 1078, 18-156.

Ladiba, A.F., Putriyana, L., Sibarani, B br., Soekarno, H. (2017): Review of subduction and its association with geothermal system in Sumatera-Java, 6th ITB International Geothermal Workshop 2017, 1-2.

Nicholson, Keith. (1993). Geothermal Fluids Chemistry and Exploration Techniques.Springer-Verlag : New York.

Standar Nasional Indonesi: (1999). Metode Estimasi Potensi Energi Panas Bumi

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *