Penelitian Mineral Ikutan Pada Lapangan Panas Bumi Daerah Dieng, Kabupaten Banjarnegara, Provinsi Jawa Tengah

Mangara P. Pohan,  Hutamadi R   
Kelompok Program Penelitian Konservasi, Pusat Sumber Daya Geologi


ABSTRAK


Daerah penelitian terletak di Dataran Tinggi Dieng (Plateau Dieng), Kabupaten Banjarnegara, Provinsi Jawa Tengah. Pengambilan conto dilakukan terhadap batuan, brine, limbah padatan brine berupa slurry, slurry gel,  lumpur kawah dan air  panas untuk mengetahui potensi dan peluang pemanfaatan mineral ikutan pada lapangan dan manisfestasi Panas Bumi.

Hasil analisis umumnya menunjukan kandungan Cu, Pb, Zn, Ag, Cd, As, Sb, Au, Hg pada batuan tidak memperlihatkan nilai yang signifikan kecuali pada 1 conto kandungan Cu mencapai 564 ppm dan Hg > 2350 ppb pada beberapa conto.

Kandungan Au pada conto slurry yang berasal dari sumur 7C mencapai 1273 ppb, kandungan Hg dari 2 buah conto slurry gel (TPA dan Sumur 28) mencapai 5220 ppb dan 8370 ppb,  kandungan niobium (Nb) dari contoh slurry sumur 28 sebesar 99 ppm dan kandungan yttrium (Y) dan scandium (Sc) umumnya sangat rendah kecuali conto slurry dari Sumur 28 kandungan yttrium (Y) mencapai 26 ppm dan scandium (Sc) 117 ppm. Analisis yang dilakukan terhadap air kawah  maupun brine untuk unsur niobium (Nb), cadmium (Cd), lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd), europium (Eu), terbium (Tb), ytterbium (Yb), lutetium (Lu), yttrium (Y), samarium (Sm) dan scandium (Sc) umumnya menunjukan nilai < 0.1 ppm, kecuali conto air kawah Candradimuka kandungan neodymium (Nd) 2 ppm dan kandungan cadmium (Cd) pada contoh brine Sumur 7C, TPA, Sumur 28 memberikan nilai 0,18 ppm, 0,21 ppm dan 0,29 ppm.

 

PENDAHULUAN

Panas Bumi adalah merupakan sistem hidrothermal, dan mineral-mineral ubahan yang umumnya terbentuk adalah : mineral lempung, kalsit/karbonat, klorit, pirit, oksida besi, kuarsa sekunder, anhidrit, gypsum, ilit, zeolit dan epidot. Selain mineral ubahan tersebut mineral yang umum ditemukan pada panas bumi adalah : silika, seng, strotium, rubidium, lithium, potasium, magnesium, timah hitam, mangan, tembaga, boron, perak, tungsten, emas, secium, dan barium (J. Michael Canty and Dr. Leland, 2006).
Pemanfaatan mineral ikutan yang terkandung dalam panas bumi dapat dilakukan secara komersial oleh pemegang IUP atau pihak lain sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku.

Kabupaten Banjarnegara merupakan salah satu daerah di Indonesia yang memiliki lapangan panas bumi yang dikenal dengan nama dataran tinggi Dieng (Plateau Dieng), dan beberapa manisfestasi panas bumi seperti : mata air panas, fumarol, dan solfatar. Daerah ini berada 26 km di sebelah utara Kota Wonosobo secara geografis terletak diantara 7°11’00” LS - 7°14’00”  LS dan 109°51’00” BT - 109°54’30” BT, dan secara administratif  sebagian besar masuk  ke  dalam  wilayah Kabupaten  Banjarnegara, dan sebagian masuk wilayah Kabupaten Wonosobo, Provinsi Jawa Tengah.

Panas Bumi di daerah ini telah diusahakan oleh PT Geo Dipa Energi untuk pembangkit tenaga listrik, dengan kapasitas 1 x 60 Mwe (Reva Sasistiya, 2008)  yang dijual ke PLN dan telah terintegrasi/disalurkan ke sistem jaringan interkoneksi Jawa Madura Bali. Sementara sebagian besar potensi lainnya hingga kini belum dimanfaatkan.

Analisis conto yang dilakukan oleh PT Geo Dipa Energi pada brine dan limbah padatan brine berupa slurry, diketahui brine mengandung mineral : besi terlarut (Fe), mangan terlarut (Mn), seng, merkuri, timbal, arsen, sianida, dan slurry mengandung mineral diantaranya : arsen, barium, boron, cadmium, kromium, tembaga, timbal, air raksa, selenium, perak, seng dan silika (PT Geo Dipa Energi, 2004).
 
GEOLOGI DAN BAHAN GALIAN


1.    Geologi Regional

Dataran tinggi Dieng (Dieng Plateau) merupakan sebuah komplek gunung berapi, berbentuk dataran luas dengan panjang kurang lebih 9 mil (14 km) dan lebar 4 mil (6 km) dan memanjang dari arah barat daya - tenggara. Dieng yang berasal dari gunungapi tua mengalami penurunan drastis (dislokasi), oleh patahan arah barat laut dan tenggara. Gunungapi tua itu adalah Gunung Prau. Pada bagian yang amblas muncul gunung-gunung kecil yaitu: Gunung Alang, Gunung Nagasari, Gunung Panglimunan, Gunung Pangonan, Gunung Gajahmungkur dan Gunung Pakuwaja
Secara geologi regional daerah Komplek Gunungapi Dieng ditutupi oleh endapan berumur Kuarter, berupa aliran lava, piroklastik, endapan phreatik, endapan lahar, endapan permukaan, dan hasil erupsi Gunung Sundoro. Endapan tersebut dapat dibagi menjadi 5 endapan  berdasarkan sumber erupsi (R. Sukhyar, dkk, 1986), dengan urutan muda ke tua terdiri dari:


a.    Endapan Permukaan;
b.    Endapan Dieng Muda;
c.    Endapan Dieng Dewasa;
d.    Endapan Dieng Tua;
e.    Hasil Erupsi Gunungapi Sundoro.

2.    Bahan Galian dan Mineral Ikutan

Sumber daya alam yang telah dimanfaatkan  adalah Panas Bumi oleh PT Geo Dipa Energi, dan  belerang oleh penduduk setempat secara kecil-kecilan untuk dijual sebagai souvenir.  Selain kedua sumber daya geologi tersebut, belum ada kegiatan untuk memanfaatkan potensi sumber daya geologi lainnya. 
 
METODOLOGI


1.    Pengumpulan Data Sekunder

Pengumpulan data sekunder dari berbagai sumber, khususnya hasil laporan atau penelitian mengenai geologi daerah penelitian, batuan ubahan, bahan galian lain atau mineral ikutan yang umum terjadi di lapangan panas bumi, dan mineral yang terdapat pada uap atau air panas bumi.

2.    Pengumpulan Data Primer

Pengumpulan data primer dilakukan dengan cara pengamatan geologi dan pengambilan conto yang dilakukan pada air terproduksi dari sumur produksi (sumur 7C, TPA dan sumur 28) berupa brine (Foto 1),   limbah padat hasil pengendapan brine berupa slurry (Foto 2), dan slurry gel pada Sumur 7C, TPA (tempat pembuangan akhir), Sumur 28 (Foto 3). Pengambilan conto juga dilakukan pada manisfestasi panas bumi berupa air dan lumpur kawah dari Kawah Sikidang, Kawah Sileri, Kawah Candradimuka, air panas di Desa Pulosari, batuan dan lempung. 

 3.    Analisis Conto
Analisis conto dilakukan dengan cara :
a.    analisis kimia untuk mengetahui   

  • kandungan : Cu, Pb, Zn, Ag, Cd, As, Sb, Au, Hg, dalam batuan;
  • kandungan : Au, Hg, Ag, As, Sb, Cu, Pb, Zn, Nb, Cd, La, Ce, Nd, Eu, Tb, Lu, Y, Sm dan Sc pada slurry dan slurry gel;
  • kandungan  Cd, La, Ce, Nd, Eu, Tb, Yb, Lu, Y, Sm, dan Sc,  unsur lainnya dalam brine, air kawah dan mengetahui pH ;  
  • komposisi mineral dan ukuran lempung dengan Analisis XRD.  

b.    analisis fisika.  

  • Analisis petrografi untuk conto terpilih;
  • Analisis mineragrafi untuk conto batuan dari Kawah Sileri

 

ANALISIS CONTO


Analisis dilakukan terhadap 37 conto batuan, slurry, slurry gel, brine dan air kawah.

1.    Batuan
Conto batuan yang diperoleh dari  manifestasi panas bumi : Kawah Sikidang, Kawah Sileri, Sumber Air Panas Pulosari, dan Kawah Candradimuka, umumnya memperlihatkan kandungan unsur Cu < 52 ppm dan 1 conto dari Kawah Candradimuka mencapai 564 ppm,  Pb < 57 ppm, Zn < 91 ppm, Ag < 4 ppm, Cd < 7 ppm, As < 44 ppm, Sb < 2 ppm, Au < 38 ppb. Beberapa conto dari ketiga kawah memperlihatkan tingginya kandungan unsur Hg sekitar 2350 ppb – 7470 ppb, dan pada lokasi air panas Pulosari unsur Hg < 164 ppb. Batuan di daerah ini umumnya merupakan batuan andesit terubah, bertekstur vitrofiritik dan piroklastik dengan butir sangat halus, disusun oleh plagioklas, piroksen, muskovit dan mineral opak pada masa dasar  gelas.

Pengamatan mineragrafi conto batuan dari Kawah Sileri, menunjukan  pirit dan hydrous pirit merupakan mineral yang dominan, mengisi retakan dan tersebar pada batuan.

2.    Slurry dan Slurry Gel.
Pengambilan conto dilakukan pada Sumur 7C (2 conto : slurry dan slurry gel), TPA (tempat pembuangan akhir 2 conto : slurry dan slurry gel), dan Sumur 28 (2 conto slurry dan 1 conto  slurry gel), hasil analisis :
  1. Sumur 7C : slurry (kandungan Au 1273 ppb, Hg 47 ppb, Ag 7 ppm, As 32 ppm, Cu 129 ppm, Pb 334 ppm, Zn 456 ppm, Cd 2 ppm); slurry gel (kandungan Au 678 ppb, Hg 67 ppb, As 26 ppm, Cu 52 ppm, Pb 151 ppm, Zn 319 ppm, Cd 2 ppm);
  2. TPA : slurry (kandunganAu 251 ppb, Hg 49 ppb, Ag 1 ppm, As 34 ppm, Cu 26 ppm, Pb 57 ppm, Zn 223 ppm, Nb 3 ppm, Cd 1 ppm, Lu 3 ppm, Sm 6 ppm); slurry gel (kandungan Au 278 ppb, Hg 5220 ppb, Ag 2 ppm, As 144 ppm, Cu 14 ppm, Pb 51 ppm, Zn 77 ppm, Cd 1 ppm, Lu 2 ppm, Sm 7 ppm);
  3. Sumur 28 : slurry (kandungan Au  99 ppb dan 267 ppb, Hg 30 ppb dan 95 ppb, Ag 1 ppm dan 8 ppm, As 40 ppm dan 24 ppm,  Cu 12 ppm dan 34 ppm; Pb 55 ppm dan 106 ppm; Zn 65 ppm dan 154 ppm, Nb 2 ppm dan 99 ppm, Lu 1 ppm dan 7 ppm, Y < 0,5 ppm dan 26 ppm, Sm 5 ppm dan 4 ppm, Sc < 0,2 ppm dan 117 ppm); slurry gel  (kandungan Au 492 ppb, Hg 8370 ppb, Ag 2 ppm, As 184 ppm, Cu 60 ppm, Pb 54 ppm, dan Zn 99 ppm, Nb 8 ppm, Cd 1 ppm, Lu 3 ppm, Sm 10 ppm).
Dari ke tiga lokasi tersebut, unsur lainnya menunjukan kandungan rendah dan dapat dikatakan hanya sebagai jejak.
 
3.    Brine dan air kawah
  1. Kandungan Nd dari Sumur 7C, TPA dan Sumur 28 : 0,18 ppm, 0,21 ppm dan 0,29 ppm dan kandungan Y 2 ppm berasal dari Kawah Candradimuka. Unsur lainnya dari Kawah Sikidang, Kawah Sileri, Kawah Candradimuka, Sumur 7, TPA dan Sumur 28, menunjukan kandungan rendah atau  hanya merupakan jejak;
  2. Air dari Kawah Sikidang mempunyai pH 1,1 dan 1,2; Kawah Sileri pH 5,9; Kawah Candradimuka pH 7; Air Panas Pulosari pH 6; Sumur 7 pH 2; TPA pH 2, dan Sumur 28 pH 2. Air ketiga kawah ini disusun oleh anion utama SO4.
  3. Komposisi fluida air Sumur 7, TPA, dan Sumur 28 : kandungan SiO2 : 590.28 mg/l, 929.27 mg/l, 242.01 mg/l; B : 363.83 mg/l, 685.31 mg/l, 773.19 mg/l; Ca2+ : 462.10 mg/l, 643.10 mg/l, 1093.00 mg/l; Na+  : 8772.0 mg/l, 10210 mg/l, 13631 mg/l; K+ : 2598 mg/l, 3076 mg/l, 4100 mg/l; Li+ : 53 mg/l, 59 mg/l, 77 mg/l;  Cl- : 20186.35 mg/l, 23984.25 mg/l, 31678.48 mg/l.

Hasil analisis XRD dapat terditeksi : kuarsa, sulfur, albit, hematit, kaolin, natro alunit, anhidrit, tridmit, pirit, gipsum, montmorillonit, jarosit, hallosit, dan kristobalit. Keberadaan kelompok mineral alunit (natro alunit, alunit dan jarosit) pada batuan terubah hidrotermal (argilik lanjut) di sekitar Kawah-kawah Sikidang, Sileri dan Candradimuka, menguatkan indikasi bahwa telah terjadi interaksi batuan dengan air asam sulfat tersebut.
 
 
PEMBAHASAN

Kandungan unsur Cu, Pb, Zn, dan Au pada batuan tidak menunjukan nilai yang signifikan, hanya 1 conto lempung yang berasal dari Kawah Candradimuka menunjukan kandungan Cu 564 ppm, dan Hg dari ketiga kawah dapat mencapai ribuan ppb.  Keberadaan kelompok mineral alunit (natro alunit, alunit dan jarosit) pada batuan terubah hidrotermal (argilik lanjut) di sekitar Kawah-kawah Sikidang, Sileri dan Candradimuka, menguatkan indikasi bahwa telah terjadi interaksi batuan dengan air asam sulfat tersebut.
Alunit adalah salah satu bahan galian yang sudah sangat dikenal digunakan dalam industri perminyakan dan manufaktur, sedangkan anhidrit dan gipsum dimanfaatkan dalam industri konstruksi dan pertanian.

Kandungan Au pada limbah padatan (slurry) dari Sumur 7C, menunjukan kandungan Au 1273 ppb, dan kandungan Au dari conto slurry dan slurry gel dari sumur lainnya bervariasi antara 99 ppb – 678 ppb. Produksi slurry diperkirakan 165 ton/bulan (komunikasi lisan staff PT Go Dipa Energi), dengan perkiraan kandungan rata-rata Au 0,477 ppm dapat dihasilkan Au 78,7 gram/bulan.

Dengan kemajuan teknologi saat ini, penggunaan REE semakin meningkat seperti Y, Nd, Ce dan lainnya. Terditeksinya unsur Y, Lu, Nb, dan Sm menunjukan adanya potensi untuk mengekstrak unsur ini dari brine, slurry atau slurry gel. 

Selain unsur yang disebut di atas, boron merupakan unsur yang juga dapat diperoleh dari air panas bumi. Boron  merupakan bahan industri (pembuatan serat gelas yang dijadikan insulasi, dsb), pencemar lingkungan (PP no. 82 tahun 2001, bahwa konsentrasi boron maksimal adalah 1 mg/l, maka kondensat tidak aman dibuang ke lingkungan), dan untuk kesehatan (meningkatkan kinerja dan efisiensi tubuh dalam penggunaan mineral kalsium dan magnesium).

Campuran neodymium dengan boron dan iron digunakan untuk membuat magnet permanent yang digunakan pada automotif, komputer, telephon, peralatan musik, dan lainnya.

Berubahnya pembuat baterai kendaraan dan alat elektronik dari baterai konvensional (timah hitam) ke baterai lithium yang lebih ringan dan tahan panas, permintaan akan lithium semakin meningkat.  Lihium dapat diperoleh dari brine seperti di lakukan oleh Negara Amerika Serikat, yang merupakan limbah dari PLTU di selatan California dengan kandungan Li sekitar 200 ppm (R. Keith Evans, 2008).

Dengan menggunakan diagram segitiga dapat diketahui bahwa air kawah Sileri, Sikidang dan Candradimuka tersusun oleh anion utama SO4 , sehingga dapat dikatagorikan sebagai tipe air panas sulfat.  Penelitian yang pernah dilakukan bahwa air kawah yang mengandung sulfat dengan menambahkan batu kapur (CaCO3) dapat menghasilkan gipsum sintetis (Budhy Agung S, 2000). Reaksinya adalah :

CaCO3 + air kawah  --  CaSO4.2H2O

Kandungan mineral atau unsur pada brine, slurry atau slurry gel selain berpotensi untuk diusahakan juga dapat mencemarkan lingkungan seperti merkuri dan cadmium. Dari ketentuan standar ASEAN, lumpur dan endapan sedimen disebut terpolusi apabila mengandung 0,4 – 350 ppm merkuri (Denni Widhiyatna, 204) dan cadmium mempunyai Nilai Ambang Batas 1 ppm pada limbah (Kep. Badan Pengendalian Dampak Lingkungan, 1995).


KESIMPULAN

Brine, slurry, dan slurry gel, air panas dan batuan dari lapangan atau manifestasi panas bumi, merupakan sumber mineral yang berpotensi untuk diusahakan;

Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengindentifikasi kuantitas dan kualitas mineral tesebut;

Unsur yang terkandung dalam Brine, slurry, slurry gel, dan air panas selain dapat dimanfaatkan, berpotensi juga sebagai pencemar lingkungan.