43 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Objek Penelitian Objek yang ...

BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Objek Penelitian
Objek yang akan diamati dalam penelitian ini adalah manifestasi
panasbumi di permukaan berupa mataair panas dan gas.
Penelitian dikhususkan kepada aspek-aspek geokimia daerah penelitian,
seperti analisis unsur-unsur kimia mataair panas dan gas yang dipakai untuk
penafsiran potensi panasbumi daerah penelitian.
Pengumpulan dan pengolahan data dilakukan di tempat yang berbedabeda.
Untuk pengambilan sampel dilakukan di lapangan, sedangkan analisis
sampel airpanas dan air dingin dilakukan di laboratorium.
3.2. Alat-Alat Yang Digunakan
Dalam menunjang proses penelitian, alat-alat merupakan aspek yang sangat
penting karena kehadirannya sangat dibutuhkan baik untuk pekerjaan lapangan
maupun laboratorium. Berikut alat-alat yang digunakan dalam menunjang
penelitian ini:
1) Peta topografi daerah penelitian dengan skala 1:50.000
2) GPS (Global Positioning System)
3) Thermometer digital
4) Thermometer maksimum
5) pH meter digital
43

44
6) pH meter paper universal
7) Syringe (Alat injeksi)
8) Filter holder dan kertas filter 0.45 µm
9) Pompa isap gas
10) Tabung detektor gas
11) Tabung vakum dan botol untuk samper air dan gas
12) Corong poliethilen
13) Selang karet silikon
14) Larutan HNO 3 1: 1
15) Larutan NaOH
16) Kamera
17) Alat tulis
18) Peralatan penunjang lainnya untuk analisis kimia di laboratorium
19) Alat keselamatan (sarung tangan, sepatu boots, masker gas, dll)
3.3. Langkah-Langkah Penelitian
Berdasarkan jenis pekerjaannya, maka dapatlah dikatakan bahwa penelitian
ini dilakukan melalui lima tahap yaitu tahap persiapan, tahap penelitian lapangan,
tahap penelitian laboratorium, tahap pengolahan dan interpretasi data, dan tahap
penyusunan laporan (Gambar 3.1)

45
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
Tahap Persiapan
Tahap ini merupakan tahapan yang dilakukan sebelum melakukan
pekerjaan lapangan. Pada tahap ini dilakukan beberapa persiapan yang
menunjang kelancaran pada saat melakukan pekerjaan lapangan, meliputi
hal-hal sebagai berikut :
- Pembuatan peta dasar, peta dasar yang dibuat adalah peta topografi
dan peta pola pengaliran sungai dengan skala 1 : 25.000, peta-peta
tersebut dibuat dengan mengacu pada peta BAKOSURTANAL.
- Studi kepustakaan, dilakukan untuk memperoleh gambaran umum
mengenai keadaan geologi secara regional.

46
- Penafsiran peta topografi, dengan menganalisis peta pola pengaliran
sungai dan membuat rencana lintasan penelitian.
- Perizinan, dilakukan dengan membuat surat perizinan mulai dari
tingkat universitas sampai tingkat pemerintahan daerah setempat.
- Menyusun program kerja.
Tahap Penelitian Lapangan
Tahapan ini merupakan tahapan dimana peneliti melakukan
pengamatan, pengukuran, serta pengambilan contoh secara langsung
terhadap objek-objek penelitian yang meliputi:
- Mengamati dan mecatat manifestasi panasbumi yang ditemukan di
daerah penelitian seperti airpanas, hembusan uap, tanah panas, lumpur
panas, fumarola.
- Mengukur sifat fisik dari manifestasi panasbumi yang berupa
temperatur manifestasi, temperatur udara, pH manifestasi, debit air
panas, daya hantar listrik.
- Mengambil sample dari manifestasi panasbumi tersebut berupa air
panas dan air dingin
Tahap Penelitian Laboratorium
Tahap ini merupakan tahap analisis data-data geokimia selama di
lapangan yang dilakukan di laboratorium. Hal yang dilakukan antara lain
sebagai berikut :
- Analisis sampel air.

47
Tahap Pengolahan dan Interpretasi Data
Tahap ini meliputi tahap pengolahan data berupa data geokimia
secara kuantitatif, data survey manifestasi panasbumi secara kualitatif.
Selanjutnya dilakukan pengevaluasi dan penginterpretasian data-data
geokimia. Antara lainnya adalah sebagai berikut :
- Menelaah dan mengelompokkan manifestasi permukaan yang
ditemukan.
- Menentukan karakteristik umum air panas dan air dingin.
- Menentukan tipe air panas.
- Menginterpretasi kondisi reservoar di daerah penelitian.
- Menginterpretasi penentuan asal air panas serta pola alirannya.
- Menentukan geothermometer serta sistem panasbumi.
- Menelaah komposisi isotop stabil air panas dan air dingin.
- Menentukan asal air dan proses bawah permukaan.
- Menelaah kondisi geologi terhadap geokimia air panas.
- Menentukan model tentatif sistem panasbumi.
Tahap Penyusunan Laporan
Tahapan ini merupakan hasil akhir dari seluruh penelitian, dimana
seluruh data dan hasil penelitian dipaparkan secara rinci dalam bentuk
sebuah tulisan.
3.4. Metode Penelitian
Metode penelitian ini lebih dititikberatkan pada metode geokimia yang
mana merupakan pengamatan kimiawi terhadap manifestasi panasbumi.

48
Penelitian geokimia merupakan salah satu metode yang digunakan dalam
melakukan eksplorasi panasbumi, berdasarkan karakteristik yang diperoleh pada
jenis manifestasi, konsentrasi senyawa kimia terlarut dan terabsorpsi dalam fluida
panas yang terkandung dalam sampel air dan sampel gas.
Adapun parameter yang digunakan meliputi sifat kimia manifestasi serta
data hasil analisis kimia air.
Hasil analisis dari data kimia pada akhirnya akan dihubungkan dengan
kondisi geologi daerah penelitian sehingga mendapat gambaran mengenai
karakteristik dan model sistem panasbumi yang terdapat di daerah penelitian.
3.4.1 Metode Geokimia
Penelitian geokimia merupakan salah satu metode yang digunakan
dalam melakukan eksplorasi panasbumi, berdasarkan karakteristik yang
diperoleh pada jenis manifestasi, konsentrasi senyawa kimia terlarut dan
terabsorpsi dalam fluida panas yang terkandung dalam sampel air dan
sampel gas.
Adapun parameter yang digunakan meliputi sifat kimia manifestasi,
data hasil analisis kimia air dan gas.
Dalam penelitian dilakukan pengerjaan pengambilan sampel
airpanas dan gas kemudian dianalisis dan diinterpretasikan berdasarkan
ketentuan seperti penentuan pH, temperatur, konduktivitas dan penentuan
kandungan. Hal yang dilakukan antara lain adalah :
1. Penentuan lokasi titik amat pengambilan sampel di lapangan
dilakukan dengan cara:

49
a) Orientasi medan dari peta daerah penelitian
b) Pemilihan pusat manifestasi tempat sampel yang akan diambil.
Titik pusat yang paling bagus adalah yang paling sedikit
tercampur dengan airtanah, dalam hal ini adalah air yang
paling panas, debit paling tinggi dan Cl paling tinggi.
2. Pengambilan sampel airpanas/ air dingin :
a) Airpanas diambil dengan menggunakan gelas beaker 1000 ml
sedekat mungkin dengan pusat airpanas. Sebaiknya air tersebut
berada dalam keadaan tidak tergenang.
b) Bilas terlebih dahulu alat-alat yang akan dipakai (botol dan
syringe).
c) Pindahkan airpanas yang telah diambil dengan gelas beaker
tadi dengan menggunakan syringe lalu saring dengan filter
holder yang telah diisi kertas filter pada saat hendak
memasukkan air ke dalam botol. Hal ini dilakukan supaya air
terhindar dari kotoran dan mikroorganisme lainnya.
d) Ukur dan catat; pH, suhu air, suhu udara, debit air, DHL,
warna, rasa, kenampakan morfologi sekitar, elevasi, serta
cuaca.
Dalam pengambilan sampel mataair panas diusahakan di tempat
yang mempunyai aliran besar dan diambil pada keadaan sedikit
pengenceran, penguapan dan interaksi dengan batuan sekitar.
Hendaknya sediakanlah 2 sampel botol dalam pengambilan sampel
air, hal ini dilakukan untuk menentukan unsur kation dan anion di

50
laboratorium nantinya. Berikan tanda “FA” (Filter Acidify) untuk kation dan
“F” untuk anion pada botol sampel air. Khusus untuk sampel air kation
dilakukan pengasaman terlebih dahulu dengan penambahan HNO 3 (asam
nitrat) hingga pH = 2.
3.5. Analisis Data
Setelah dilakukan proses pengumpulan data, proses pengerjaan selanjutnya
adalah analisis data untuk mencapai tujuan-tujuan penelitian yang telah
disampaikan sebelumnya. Analisis-analisis data yang dilakukan antara lain:
3.5.1. Analisis Ion Balance
Analisis mengenai ion balance dilakukan untuk mengetahahui valid
tidaknya data kimia dari air panas yang telah dianalisis sebelumnya. Sebuah
data yang valid dan layak untuk diteliti harus memiliki nilai ion balance <
5%, hal ini merupakan ketentuan baku yang berlaku secara global.
Analisis ini dilakukan dengan cara membandingkan jumlah
konsentrasi molal ion positif (kation) dikalikan dengan masing-masing berat
ekivalennya (Tabel 3.1) dengan jumlah konsentrasi molal ion negatif
(anion) yang dikalikan dengan masing-masing berat ekivalennya (Tabel
3.1).

51
Tabel 3.1 Berat ekivalen ion
Perhitungan % ion balance dapat dilihat dari formula sebagai
berikut:
- Ekivalen per million kation : konsentrasi (mg/L) kation / berat
ekivalen kation.
- Ekivalen per million anion : konsentrasi (mg/L) anion / berat ekivalen
anion.
- % ion balance: [Ʃ kation – Ʃ anion] / [Ʃ kation + Ʃ anion] x 100%
3.5.2. Penentuan Tipe Air Panas
Tipe air panas ditentukan berdasarkan posisi kadungan relatif ion
Cl, SO 4 , dan HCO 3 pada diagram segitiga Cl-SO 4 -HCO 3 (Gambar 3.2).
Analisis ini dilakukan terhadap masing-masing air panas, selanjutnya
berdasarkan posisi dari air panas akan ditentukan jenis serta penyebabnya.
Perhitungan kandungan relatif ion dapat dilihat dalam formula
sebagai berikut:

52
Nilai relatif ion : [konsentrasi ion] / [total konsentrasi ketiga ion] x 100%
Gambar 3.2 Diagram segitiga Cl-SO 4 -HCO 3 (Giggenbach, 1988 dalam
Keith Nicholson, 1993)
3.5.3. Penentuan Reservoar
Interpretasi terhadap jenis batuan reservoar dapat dilakukan dengan
melihat posisi kandungan relatif ion Cl/100, B/4, dan Li pada diagram
segitiga Cl/100, B/4, Li (Gambar 3.3). Analisis ini dilakukan terhadap
seluruh air panas yang ditemukan, dengan melihat posisi umum dari air
panas kemudian analisis dilanjutkan dengan menginterpretasi jenis batuan
reservoar.
Penentuan jenis batuan reservoar harus didukung oleh analisis
lainnya seperti konsentrasi masing-masing unsur kimia dalam air panas dan
lain sebagainya.
Perhitungan nilai relatif dari Cl/100, B/4, dan Li dilakukan dengan
formula yang sama pada perhitungan penentuan tipe air panas, yaitu:

53
Nilai relatif ion : [konsentrasi ion] / [total konsentrasi ketiga ion] x 100%
Gambar 3.3 Diagram segitiga Cl/100-B/4-Li (Giggenbach, 1988 dalam
Keith Nicholson, 1993)
3.5.4. Penentuan Asal Air Panas
Analisis ini dilakukan untuk mengetahui asal dari air panas serta
melihat hubungan antara air panas dari reservoar dengan air tanah atau
permukaan.
Analisis asal air panas ini dilakukan dengan melihat posisi
kandungan relatif ion Na/1000, K/100, dan √Mg pada diagram segitiga
Na/1000-K/100-√Mg (Gambar 3.4).
Hasil interpretasi penentuan asal air panas dari metode ini harus
ditunjang dengan analisis isotop dari masing-masing air. Hal ini dilakukan
karena gabungan dari kedua metode tersebut akan menghasilkan data yang
lebih akurat.
Perhitungan nilai relatif ion Na/1000, K/100, dan √Mg dapat
dilakukan menggunakan formula sebagai berikut:

54
Nilai relatif ion : [konsentrasi ion] / [total konsentrasi ketiga ion] x 100%
Gambar 3.4 Diagram segitiga Na/1000-K/100-√Mg (Giggenbach, 1988
dalam Keith Nicholson, 1993)
3.5.5. Geothermometer
Analisis mengenai temperatur reservoar dalam penelitian ini
dilakukan berdasarkan data kimia air panas (solute geothermometer).
Analisis ini terdiri dari berbagai macam metode, yaitu:
Silika Geothermometer
Metode ini dilakukan apabila air permukaan di sekitar lokasi air
panas jenuh dengan kuarsa. Metode ini memiliki dua formula berbeda
disesuaikan dengan kondisi panasbuminya.
- Proses pendinginan secara adiabatik
t ( 0 C) : [(1533,5) / (5,768-logSiO 2 )] – 273
- Proses pendinginan secara konduktif
t ( 0 C) : [(1315) / (5,205-logSiO 2 )] – 273

55
Sodium, Potassium Geothermometer
Metode ini dilakukan terhadap air berjenis alkali-klorida dengan
pH netral serta di permukaan tidak terdapat endapan travertine.
Metode ini diyakini merupakan metode dengan tingkat kebenaran
paling tinggi, akan tetapi dalam penentuan temperatur reservoar halhal
lain juga harus diperhatikan. Penentuan geothermometer ini
memiliki banyak formula berdasarkan hasil penelitian banyak ilmuan,
namun yang biasa digunakan ada dua yaitu:
- Persamaan Fournier (1979)
t ( 0 C) : [(1217) / (1,483+log(Na/K))] – 273
- Persamaan Giggenbach (1988)
t ( 0 C) : [(1390) / (1,75+log(Na/K))] – 273
Sodium,Calsium, Potassium Geothermometer
Metode geothermometer ini dilakukan terhadap air panas yang
banyak mengandung Ca dan di permukaan terdapat banyak endapan
travertine. Kebenaran nilai temperatur dari metode ini adalah apabila
nilai akhir dari perhitungannya > 70 0 C.
Perhitungan menggunakan metode ini dapat dilakukan dengan
formula:
t ( 0 C) : [(855,6) / (log (Na/k) + β log (√Ca/Na) + 2,24)] – 273
dimana, β = 4/3 apabila T 0 C 100 0 C

56
Penggunaan seluruh metode diatas disesuaikan dengan ketentuan
dari masing-masing metode, sehingga dalam penggunaannya tidak seluruh
metode cocok untuk digunakan.
Perhitungan-perhitungan diatas tidak sepenuhnya merupakan hasil
mutlak dari temperatur reservoar. Gabungan dari perhitungan
geothermometer, kondisi geologi, tipe air panas, serta diagram segitiga
Na/1000-K/100-√Mg dapat memberikan nilai temperatur reservoar yang
lebih mendekati kebenaran.
3.5.6. Analisis Kandungan Isotop Stabil
Analisis ini dilakukan dengan cara melihat kandungan isotop stabil
Oksigen-18 (δ 18 O) dan Hidrogen-2 (δD/Deuterium) dalam air baik air panas
maupun air dingin. Kandungan isotop stabil yang telah diketahui kemudian
di masukkan ke dalam grafik hubungan isotop stabil δ 18 O dan δD (Gambar
3.5).
Gambar 3.5 Grafik hubungan isotop stabil δ 18 O dan δD (Keith Nicholson,
1993)

57
Kandungan isotop stabil Oksigen-18 (δ 18 O) dan Hidrogen-2
(δD/Deuterim) dalam air panas dapat digunakan untuk mengetahui asal air
panas dan proses yang berlangsung di bawah permukaan. Kandungan δD
dalam air panas umumnya sama dengan dalam air meteorik lokal,
sedangkan δ 18 O dalam air panas umumnya lebih positif dibandingkan
dengan air meteorik lokal (Keith Nicholson, 1993).