Surface Manifestations

Surface Manifestations(Kenampakan Permukaan)

Oleh: Untung Sumotarto

Universitas Indonesia - Magister Eksplorasi Geothermal

MK Geologi Geothermal

Manifestasi Geothermal

Manifestasi permukaan sebuah sistem geothermal di su-atu daerah volkanik biasanya merupakan kenampakan yangpertama kali menstimulasi kegiatan eksplorasi.

Manifestasi permukaan adalah segala bentuk, rupa, gejala, dan aktifitas kebumian di permukaan yang mengindikasikankemungkinan adanya potensi panas bumi di daerah tsb.

Karena itu, pengenalan, pemetaan dan evaluasi kenampak-an2 tsb penting dilakukan selama penyelidikan tahap keduaatau studi prakelayakan, dimana potensi geothermal dieva-luasi.

Tahap Prakelayakan juga melibatkan pengambilan contobermacam fluida dan gas untuk dipelajari dengan teknik2hidrogeokimia yang dapat membantu dalam estimasi kom-posisi dan temperatur fluida2 reservoir hidrotermal.

Kenampakan paling jelas dari suatu reservoir geothermal ter-jadi ketika fluida geothermal merembes ke permukaan sepan-jang bidang sesar dan rekahan atau melalui singkapan batuan2permeabel.

Tergantung pada temperatur reservoir dan kecepatan alir, ma-nifestasi permukaan ini dapat berbentuk rembesan (seeps), fu-marola, mata air panas, mata air mendidih, geyser, kawah le-tusan freatik, dan zona2 alterasi batuan-asam.

Selain itu, bisa terdapat endapan2 sinter silika, travertine, dan/atau breksi berlapis yang mengelilingi kawah2 freatik.

Block diagram of the Valles/Toledo caldera complex in New Mexico. The topographic depression is 22 km in diameter. The actual collapse crater is 15 km in diameter; its location

was inferred from locations of rhyolite domes erupted after the caldera collapse.The bulbousmountain near the caldera center is a structural resurgent dome caused by

the buoyant rise of magma after the caldera collapsed.(Block diagram by Harlan Foote, Pacific Northwest Laboratories).

Bromo-Tengger Sattelite PhotoBromo area : Gunung Penanjakan, Gunung Batok , Gunung Widodaren

G.Penanjakan

G.Bromo

G.Batok

G.Widodaren

G.Iderider

G.Mungal

Bromo-Tengger Sattelite PhotoBromo area : Gunung Penanjakan, Gunung Batok , Gunung Widodaren

Kawah G.BromoKawah G.Bromo

Kaldera G.Tengger

Bromo crater from 1.2 km high space

Kawah G.BromoKawah G.Bromo

Gunung Batok berdiri di dalamKaldera Gunung Tengger

Kawah Gunung BromoDilihat dari puncak

Mata air panas adalah manifestasi yang paling jelas dari su-atu sistem geothermal yang mengalirkan panas ke permu kaan tanah (White, 1973).

Sekelompok mata air panas berada langsung di atas sistemgeothermal dan karenanya dapat digunakan untuk menen-tukan letak titik bor.

Akan tetapi, mata air panas juga dapat muncul ke permuka-an setelah mengalir beberapa kilometer ke arah gradien tu run dari suatu reservoir geothermal; pemunculan outflowspt ini dapat menyesatkan ketebalannya terbatas, 0,5 s/d1 km, dan berada di atas air tanah dingin.

Lubang bor yang menembus pemunculan air panas spt inimemperlihatkan T meningkat di permukaan tetapi kemudi-an turun dengan cepat di bagian bawah.

Geyserhttp://www.alternative-energy-action-now.com/geothermal-energy.html

Hot Springshttp://www.nea.is/geothermal/the-resource/high-temperature-fields/

Mud Pots (Mud Pools)http://meihva.com/2011/12/23/mud-bulb-in-around-lahendong-geothermal-area/

Crater (Kawah)http://ensiklopedigeothermal.blogspot.com/2011/10/surface-manifestation-of-geothermal.html

OUTFLOW

ZONE

UPFLOW ZONE

Upflow and Outflow Zones of a Geothermal System

http://g-drilling.blogspot.com/2011/03/what-is-geothermal-energy.html

Surface Manifestations as a product of underground Geothermal System

Analisis kimia mata air panas, bersama dengan analisis re-gime hidrogeology dan struktur volkanik, akan memberikandata untuk menginterpretasi tingkat percampuran (mixing)antara air tanah dingin dan bubungan air panas outflow darireservoir geothermal (Ellis & Mahon, 1977; Goff & Shevenell,1987).

Mata air panas dapat berperan sebagai pemandu yg baik un-tuk pemboran geothermal jika:a) analisa air mengindikasikan adanya percampuran minim

dengan air tanah dingin dan,b) struktur2 geologi (misalnya kawah) yg mengimplikasikan

bhw mata air panas menutupi heat source dan tempera-tur maksimum reservoir yang akhirnya dapat dicapai me-lalui pemboran.

http://unugtp.is/page/geothermal-utilization

Geothermal System

http://www.docstoc.com/docs/20243925/Karakteristik-kimia-dari-Geothermal-fluids

http://infogeology.blogspot.com/2008/05/epithermal-systems.html

Schematic distribution of hydrothermal alteration associated with LS and HS epithermal deposits; ore is located in paleoconduits. Beneath the epithermal environment, a degassing magma body contributes heat, water, acidic gases, and ore metals. In LS systems, the magmatic component equilibrates with wall rocks at depth during meteoric-water dominated convection, before ascent to epithermal depths. In HS systems, magmatic volatiles ascend to the epithermal environment with little modification, then are absorbed by meteoric water to form an acidic hypogene fluid that leaches wallrock outward from conduits. Ore metals are commonly introduced by late-stage magmatic-meteoric water mixtures.

http://www.sciencedirect.com/science/

article/pii/S0016703709001951

http://www.sciencedirect.com/science/

article/pii/S037702739900195X

Zones of fluid mixing between end-member fluid types are indicated.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375650503000944

Berdasarkan kandungan fluida di dalamnya, reservoir geo-thermal dibedakan menjadi:a) (hot) water-dominated geothermal systems danb) vapor-dominated geothermal systems.

Temperatur reservoir sistem air panas memperlihatkan kisar-an mencolok:a)

An Id

ealG

eoth

erm

al S

yste

ms

Cap Rock& Seal

Fluid Flow& Migration

ReservoirRock

SourceRock

Conceptual model of the geothermal system of Pantelleria

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254101002765

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027305001393

Water-Dominated and Vapor-Dominated Geothermal Systems

http://www.sciencedirect.com/science/

article/pii/S0883292711003532

Reservoir dominan uap umumnya lebih dari 85% uap merupakan sumberdaya geothermal ideal, tetapi, jumlah-nya lebih sedikit dibanding sistem air panas (Truesdelland White, 1973; Ingebritsen and Sorey, 1988)

Meskipun sistem uap panas banyak ditemukan di berbagaibagian bumi (misalnya lapangan geothermal Geyser), ma sih belum banyak yang diketahui tentang apa yang ada dibawahnya; satu yang diketahui adalah adanya garam ber-kadar khlorida tinggi.

Biasanya reservoir dominan uap terbentuk dimana ada alir-an panas tinggi tetapi mendapatkan pasokan air sedikit(high heat flow but low water recharge).

Maturity of Geothermal Fluids

Gas2 di dekat permukaan yang berasal dari reservoir domi-nan uap akan terkondensasi membentuk bermacam asam,yag akan melarutkan batuan2 di sekitar mata air panas.

Daerah2 spt ini dicirikan oleh batuan2 yang terubah, mata2air berasam sulfat, dan tidak ada air mengandung khlorida;mata air asam dapat berada bersaa mudpots, geysers, danfumarola (Rener et al., 1975).

Macam-Macam Manifestasi Geothermal

Mata Air Panas & Geyser

Mata air panas dapat berukuran dari sekedar rembasan yang hanya cukup untuk mandi beberapa orang hingga da-erah air panas yang luas seperti di Yellowstone dan Pulau Utara New Zealand, dimana air panas dan uap digunakanuntuk pemanas ruangan, rumah kaca hingga pembangkitantenaga listrik.

Mata air panas dapat memberikan sedikit manfaat dengancara mengekstrak energi panas yang terkandung dalam airdan/atau uap panas yang terkubur di dalam reservoir.

Output energi panas (Et) dari satu atau sekelompok mataair panas dapat dihitung sbb (Goff et al., 1987):

dimana: Vf = the volume fraction of geothermal water downstream from the

hot springs (if all water issuing from a spring group is from hot springs, Vf = 1);

Cpw@ 4.2 MJ/m3 or 4.2 kJ/l; Hr = the enthalpy of reservoir fluid; Tf = temperature (C) of the hot springs; Ha = the enthalpy of water at ambient temperature; and Ta = ambient temperature. If cold spring water is mixed with

geothermal fluids, one must know the chemistry of those waters to estimate the percentage of geothermal fluids.

Geyser pada dasarnya adalah mata air panas yang secaraperiodik mendadak menjadi tidak stabil secara hidrodina-mik maupun secara termodinamik (Rinehart, 1980).

Kenampakan ini secara tradisional diklasifikasikan sebagai:a) air mancur atau geyser kolam dp air panas dari mana ge-

lembung2 air superheated tiba2 naik ke permukaan danmeletus di permukaan bumi secara eksplosive atau

b) geyser yang membentuk kerucut atau gundukan sintersilisik di atas lubang bawah permukaan yang sempit; lu-bang ini terisi air yang secara periodik mengembang men-jadi uap sehingga mengosongkan lubang tsb, kemudianterisi air panas lagi.

Geyserhttp://www.alternative-energy-action-now.com/geothermal-energy.html

Hot Springshttp://www.nea.is/geothermal/the-resource/high-temperature-fields/

Endapan Sinter Silikaan

Endapan Sinter Silikaan banyak ditemukan di daerah hidro-thermal bertemperatur tinggi. Endapan berbentuk gunduk-an atau teras ini berasosiasi dengan mata air panas medidihserta merupakan indikator bagus dari keberadaan reservoirhidrotermal dengan temperatur >1750C (Fournier & Rowe,1966).

Untuk membentuk endapan sinter silikaan, fluida dari air pa-nas alkaline harus memiliki cukup silika dalam larutan untukmenjadi jenuh dengan silika amorf pada saat air panas tsbmengalami pendinginan dari 100 hingga 500C.

Sinters

Rimstadt & Cole (1983) menguraikan tiga tahapan dalam pembentukan sinter silikaan:

1) fluida hidrotermal jenuh silika dalam reservoir membu-bung ke permukaan dimana kemudian menjadi superje-nuh dengan silika amorf;

2) partikel2 silika amorf membentuk inti2 untuk menghasil-kan suspensi koloidal; dan

3) partikel2 silika amorf kemudian teraglomerasi dan tersemen sebagai endapan silika amorf di antara butiran batuanspt digambarkan sbb:

Teras-teras sinter berlapis di San Ignacio, Honduras

Peta dan penampang geologi Steamboat Springs geothermal area.(dari White et al ., 1964.)

Travertine

Travertine terbentuk dari air meteorik yang terpanaskandi sekitar tubuh magma atau selama sirkulasi di bagian da-lam sesar2, berreaksi dengan batuan2 karbonat kemudianmelepaskan gas CO2. Air panas ini kemudian mendingin ketika bercampur dengan air tanah dingin dan mencapaikesetimbangan dengan batuan2 akuifer pada ~ 700C(Bargar, 1978).

Jika air ini mencapai permukaan melalui rekahan, CO2 le-pas dan air menjadi superjenuh dengan CaCO3; pengen-dapan karbonat membentuk travertine di dekat atau diatas permukaan. Endapan travertine dapat terbentuk disekitar mata2 air, dg T berkisar ~ 30 hingga 1000C.

Travertine terbentuk dari air meteorik yang terpanaskandi sekitar tubuh magma atau selama sirkulasi di bagian da-lam sesar2, berreaksi dengan batuan2 karbonat kemudianmelepaskan gas CO2. Air panas ini kemudian mendingin ketika bercampur dengan air tanah dingin dan mencapaikesetimbangan dengan batuan2 akuifer pada ~ 700C(Bargar, 1978).

Jika air ini mencapai permukaan melalui rekahan, CO2 le-pas dan air menjadi superjenuh dengan CaCO3; pengen-dapan karbonat membentuk travertine di dekat atau diatas permukaan. Endapan travertine dapat terbentuk disekitar mata2 air, dg T berkisar ~ 30 hingga 1000C.

Endapan travertine merupakan indikator temperatur reser-voir geothermal yang mungkin terlalu rendah untuk dapat menghasilkan tenaga listrik tetapi dapat digunakan untukpemanfaatan langsung misalnya untuk rumah2 kaca ataupemanas air, dll. Ellis & Mahon (1977) menguraikan potensimasalah dengan scaling pada sumur dimana endapan ini bi-sa pula muncul.

Travertine dapat dikelompokkan menjadi 3 kategori:1) Bentuk kerucut atau tower di sekitar lubang mata air pa-

nas tunggal.2) Bentuk memanjang di atas bidang sesar atau rekahan.3) Teras-teras.

Travertineshttp://www.unr.edu/geothermal/pdffiles/CoolbaughLechlerSladekKrattGRC09.pdf

Travertineshttp://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=

ft6v19p151;chunk.id=d0e6663;doc.view=print

Endapan dan Kawah (Freatik) Hidrotermal

Erupsi2 uap yang mengandung sedikit tefra atau tidak adatefra dinamakan erupsi hidrotermal (Muffler et al., 1971), erupsi freatik, atau gunung lumpur (White, 1955); yang men-jadi penciri perilaku periodik dari banyak daerah fumarola.

Erupsi2 ini membentuk kawah2 kecil, biasanya dengan dia-meter kurang dari beberapa ratus meter, yang dikelilingioleh breksi, endapan2 jatuhan berkomposisi pecahan2 li-tik.

Erupsi2 hidrotermal terjadi di daerah2 dimana tekanan uapfluida geothermal melebihi tekanan didih hidrostatik padatemperatur tsb.

Erupsi hidrotermal terjadi pada tempat dimana pembu-bungan arus konvektif fluida geothermal terhalang oleh la-pisan yang relatif impermeabel bernama caprock (Facca andTonani, 1967).

Caprocks (batuan penudung) umumnya terbentuk ketika ba-tuan permeabel tertutup (sealed) oleh presipitasi zat padatyang mengendap dari fluida geothermal.

Models of hydrothermal eruptions, showing (a) pressure vs depth and (b) a schematic cross section.

Pressure variations with depth of rock overburden (lithostatic), cold, vapor-unsaturated water

(hydrostatic), and hot, vaporsaturated water (saturated liquid) are indicated. The saturated liquid

curve depicts the effect of vapor pressure transmitted from a hot, underlying reservoir. For the

first model, involving a shallow reservoir at a temperature of 195C, the pressurization history is

shown by a dashed line (AA'). A gradual buildup of vapor pressure under the silica-cemented

cap continues until its failure, at which time steam erupts through a conduit with choked flow

and emerges at the surface at atmospheric pressure (dotted line). For the second model (BB'),

which involves a deep reservoir, the transmitted vapor pressure greatly exceeds the lithostatic

overburden at the silicified cap. Ensuing eruptions are greatly overpressured as they emerge

from the vent conduit (dotted line), so that vent erosion promotes

the entrainment of lithic ejecta in expanding fluids.

Kawah2 freatik dan depositnya merupakan indikator meyakin-kan tentang keberadaan sistem hidrotermal temperatur tinggidan karenanya bisa menjadi alat prospeksi yang ekselen.

Karena erupsi freatik dapat terjadi karena kecelakaan pem boran atau pecahnya selubung (casing) di dalam sumur geo-thermal (Bixley & Browne, 1988), peristiwa ini dapat digolong-kan sebagai potensi bencana selama proses pemboran dan produksi.

Phreatic EruptionPlumes of steam, gas, and ash often occurred at Mount St. Helens in the early 1980s. On clear days they could be seen from Portland, Oregon, convert 50 mi km abbr on to the south. (http://www.rtbot.net/Phreatic_eruption, )

The Ubehebe Craters are a small field of some 13 phreatic explosion craters, the largest of which is UbehebeCrater itself. These craters formed when rising basaltic magma encountered groundwater and flashed to steam. The most recent research suggests that Ubehebe Crater formed only 300 years ago. http://www.marlimillerphoto.com/Ig-108.html

Peta geologi yang disederhanakanBagian Timur Lapangan Geothermal Kawerau, NZ, memperlihatkan lokasikawah2 letusan freatik, breksi letusanfreatik Rotoiti, dan sesar normal yang memotong daerah ini (garis dan titikada pada bagian turun). Ketebalandalam meter.(Diadaptasi dari Nairn & Solia, 1980)

Table : Deskripsi Umum Endapan2 Erupsi Hidrotermal

Geologic

Expression

Kawah freatik dan breksi letusan; kawah dikelilingi oleh cincin tufa rendaha

Tephra

Deposits

Breksi letusan dan abu freatik; bongkah2 meruncing dalam matriks yang

memperlihatkan rekahan tertutup, mineralisasi sekunder, dan dike breksib

Abu mungkin berbutir halus; biasanya terpilah buruk dan berlapis tidak beraturanc

Mud coatings on blocks; phreatic ejecta blanket topography surrounding the crater;

wet-surge facies are common

Location Associated with fumaroles and boiling springs

Geothermal

Significance

If datable material can be found in the deposits (for example, carbon), the age of

active, shallow hydrothermal activity can be determined

Rocks in the tuff ring provide information on both the stratigraphy of the hydrothermal

reservoir and the type of hydrothermal alteration

Analysis of ejecta dispersal can reveal the explosion energy and reservoir temperature

a From Muffler et al . (1971), Nairn and Wiradiradja (1980), and Hedenquist and Henley (1985).

b From Nelson and Giles (1985).

c From Heiken and Wohletz (1985).

Phreatic explosion breccia on the east wall ofSouth Crater, Inyo Craters, California. SouthCrater is a 100-m-diameter phreatic (andpossibly partly phreatomagmatic) crater thatoverlies both rhyolitic and basaltic dikes.Deposits here are 25 m thick and consist of apoorly bedded, cross-bedded lithic ash thatcontains blocks up to 0.5 m in diameter (lowerhalf of the deposit) and massive, block-bearing coarse ash (upper half of the deposit).

Explosion breccia and phreatic ash;

angular, matrix-supported blocks.

http://www.wired.com/wiredscience/2011/10/busy-september-for-

costa-rican-volcanoes/

Section of tephra seen just S of Anatahan's

active crater on 18 July showing deposits laid

down in the eruptions that began in May 2003.

The section contains a lower (brown) pumice-fall

deposit (~ 25 cm thick) covered by multiple

layers (~ 20 cm thick) of gray ash from phreatic

eruptions. Courtesy of S. Nakada, University of

Tokyo.http://www.volcano.si.edu/world/volcano.cfm?vnum=0804-20=&volpage=var

Alterasi Hidrotermal

Alterasi Hidrotermal merupakan istilah umum yang meli-puti respon mineralogi, tekstur, dan kimia batuan terhadapperubahan termal dan lingkungan kimiawi karena adanya air, uap, atau gas (Henley dan Ellis, 1983).

Dengan memetakan kelompok2 mineral ubahan di permu-kaan (dan juga di dalam lubang sumur), dapat menentukanlokasi zona2 dengan temperatur, tekanan, atau permeabili-tas tertinggi semuanya penting dalam eksplorasi geother-mal.

Teknik yang sama digunakan dalam pemetaan sistem2 hi-drotermal fosil yang berasosiasi dengan tubuh bijih epi-termal.

Suatu zona alterasi hidrotermal yang disebabkan oleh emisi uap dan fluidahidrotermal sepanjang zona sesar.http://www.indiana.edu/~sierra2/news_04/day13.html

Geothermal Alteration in Cliffs at Paleohori Beach, Milos.http://www.dipity.com/tickr/Flickr-cyclades-milos/

Hydrothermal alteration, the most prominent cause of mineralization has created this suite of new minerals by altering the original minerals and by introducing various forms of silicas from quartz crystal to agate.http://corosbud.ipage.com/wufstuff/index.php?osCsid=uj3kujldsgt3mop0d4lcebq0p5

Tufa batuapung yang terlaterasisecara hidrotermal. Fragmen2 batuapung tercuci dan menyisakanlubang2 yang terisi oleh mikrokristalalunite (ukuran coin 2,3 cm).http://abyss.elte.hu/users/segeusc/arhivum/2002_tokaj/day3.htm

The hydrothermal cycle. This diagramdemonstrates the interplay of water/rock interaction, deposition of hydrothermal minerals, and fracturing in a constantly evolving hydrothermal reservoir.(Adapted from Elders, 1981.)http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Conceptual distribution of temperatures, smectite-rich alteration.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037565050800028X

Hydrothermal Alterationhttp://reinesin.blogspot.com/2012/04/geology-

week-hydrothermal-alterasion.html

Karakterisasi dan Interpretasi

Dua tipe dasar alterisasi yang berasosiasi dengan sistem geo-thermal volkanik yakni: model acid-sulfate dan adularia-seri-cite spt digambarkan dalam slide berikut.

Alterasi acid-sulfate terjadi di dalam bagian paling atas sebu-ah gunung berapi atau sepanjang rekahan lingkar kaldera, di-mana banyak ditemukan air tanah dingin. Air acid-sulfate ter-bentuk dimana air tanah bercampur dengan gas2 magmatikyang bergerak ke atas.

Alterasi adularia-sericite terjadi di dalam suatu regime alirandi bagian atas atau dekat sumber panas dalam dan dicirikanoleh pH netral dan air alkalichloride (Heald et al., 1987).

Models of two types of fossil hydrothermal systems that are responsible for epithermal ore deposits.a) In the system characterized by acid-

sulfate alteration, wiggly arrows represent rising sulfur-rich magmatic gases; these gases condense and oxidize to form the acid fluids responsible for leaching and argillicalteration of rocks within the volcano and at the surface.

b) In the system characterized by adularia-sericite alteration, alkali-chloride waters have a neutral pH.

(Adapted from Henley and Ellis, 1983, and Heald et al ., 1987.)

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Istilah Alteration Rank digunakan sebagai indikasi empiristemperatur dan permeabilitas di lapangan panas bumi (gu-nung api), ditentukan melalui studi2 mineral sekunder; mi-salnya, epidote merupakan indikator T tinggi dan adulariamencirikan T dan permeabilitas tinggi di dalam suatu sistemhidrotermal (Browne, 1977).

Banyak istilah digunakan untuk mendiskripsi kelompok2 al-terasi yang ada di berbagai literatur geothermal dan eksplo-rasi endapan bijih. Heald et al., (1987) melakukan evaluasidan korelasi istilah2 ini serta penggunaannya di kedua bi-dang tsb seperti diperlihatkan dalam tabel di bawah ini.

Table 3.2. Terminology for Alteration Assemblagesa

Terminology

Alteration

Characteristics

Common

Synonyms Notes

Silicic Characterized by introduced silica Silicification Wallrock is silicified; amethyst

or chalcedony is present in

veins

Potassium

(K)-Feldspar

Introduced K-feldspar present as veins Adularia, potassic

selvages

Typically adularia

Potassium (K)-

Feldspar-

Sericitic

K-feldspar and white mica-type minerals pyrite Sericitic, potassic,

K-silicate

Structurally controlled;

disseminated near veins

Sericitic Mica-type mineral (for example, illite + quartz +

pyrite; includes mixed-layer illite in which illite

layers are dominant

Phyllic quartz-

sericite, illitic

Sericitic-

Argillic

Both white mica-type and kaolin-smectite-group

minerals

Argillic,

intermediate argillic,

sericitic, phyllic

Argillic Kaolin- and smectite-group minerals (for example,

montmorillonite); does not typically include mica-

type minerals

Intermediate argillic Often zoned, with kaolinite

nearer veins and

montmorillonite farther from

veins.

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Table 3.2. Terminology for Alteration Assemblagesa (Conted)

Terminology

Alteration

Characteristics

Common

Synonyms Notes

Advanced

Argillic

Minerals representing extreme base leaching (for

example, kaolinite) and sulfate or halogen fixation

(for example, alunite, zunyite)

Argillic, alunitic,

quartz + alunite

Chloritic Introduction of a chlorite component (usually Fe-

rich) into the vein; may occur alone or with

hematite, quartz, and pyrite or other sulfides; occurs

sparsely as a replacement of phenocrysts or pumice

fragments in wallrock

Chloritic Vein mineral or selvage; rarely

disseminated in wall rock

Propylitic Characterized by chlorite, albite, epidote, carbonate

pyrite, Fe-oxides, and minor sericite

Quartz-chlorite-

pyrite

Typically a regional alteration

Potassium

Metasomatism

Introduced potassium, resulting in recrystallization

of wall rocks to K-feldspar- and biotite-rich

assemblages

Potassium silicate Regional alteration

a From Heald et al . (1987).

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Browne (1977) menguraikan 51 mineral hidrotermal yangditemukan pada sistem2 geothermal aktif; beberapa dari mi-neral2 ini juga terbentuk di batuan2 metamorfik tingkat ren dah. Interaksi2 air/batuan dl dalam sistem ini menyebabkan alterasi gelas volkanik kemudian satu seri fasa mineral menggantikan, melarutkan atau mengendapkan mineral2 ba-ru di dalam ruang pori (Browne, 1982). Produk2 pengalihanalterasi tampak dalam Tabel berikut ini.

Table 3.3. Typical Hydrothermal Alteration Replacement Productsa

Original Mineral or Phase Replacement Products

Volcanic Glass Zeolites (for example, mordenite, laumontite), cristobalite, quartz,

calcite, clays (for example, montmorillonite)

Magnetite

Ilmenite

Titanomagnetite

Pyrite, leucoxene, sphene, pyrrhotite, hematite

Pyroxene

Amphibole

Olivine

Biotite

Chlorite, illite, quartz, pyrite, calcite, anhydrite

Calcic plagioclase Calcite, albite, adularia, wairakite, quartz, anhydrite, chlorite, illite,

kaolin, montmorillonite, epidote

Anorthoclase

Sanidine

Orthoclase

Adularia

a From Browne (1982).

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Terdapat hubungan umum antara temperatur dan mineral-ogi mineral2 alterasi aluminosilikat, dan kelompok2 mineraldapat digunakan untuk menginterpretasi T di dalam sistemgeothermal (Henley & Ellis, 1983). Misalnya, mineral2 epidotedan wairakite tidak akan muncul hingga T mencapai 2000C.

Selama peneliatian di lapangan geothrmal Broadlans, NZ, Browne (1970) mendapati bahwa banyak mineral2 hidro-termal sedikit berguna dalam mengestimasi T dan permeabi-litas; di antaranya chlorite, pyrite, calcite dan kuarsa, yangpada kisaran T yang lebar.

Calcite sangat terpengaruh oleh tekanan CO2 bawah tanah.Mordenite, siderite, dan cristobalite, yang terbentuk padaT rendah, serta epidote yang terbentuk T tinggi, tidak banyakterpengaruh oleh permeabilitas. Lempung, yang merupakanindikator ekselen T, tidak bagus untuk indikator permeabilitas.

Summary of temperature ranges for common aluminosilicate minerals. Solid lines indicate the most common temperature ranges for these occurrences. The three ranges shown for chlorite are related to the transition, with rising temperature, from swelling chlorite through mixed swelling and nonswelling chlorite to nonswelling chlorite.

(Adapted from Henley and Ellis, 1983.)

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p1

51&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Epidote is HCa2(Al,Fe)3Si3O13http://skywalker.cochise.edu/wellerr/mineral/epidote/epidoteL.htm

Note the high-order interference colors of epidote. This slide is actually cut a little thin, and doesn't show the third-order colors that epidote may display in some sections.http://leggeo.unc.edu/Petunia/IgMetAtlas/minerals/epidote.X.html

WairakiteCaAl2Si4O122H2O

http://ajsonline.org/content/308/1/1/F13.expansion

Pemetaan Manifestasi Permukaan

Example of a spring map from a site near Azacualpa, Honduras. Descriptions and measurements of hot springs include details of local landmarks such as streams, large boulders, and canyon walls.

(Adapted from Eppler et al., 1987.)

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&

chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Pictured are subtle geothermal

related alterations of associated

minerals such as Illites.http://www.spectir.com/applications/geologic/

Maps of alteration zones from the eastern Hachimantai geothermal area in Japan. a) Map of alteration zones indicates

the predominant marker minerals. b) Distribution of fluorine in

hydrothermally altered rocks. c) Schematic cross-section of the

eastern Hachimantai geothermal area.

(Adapted from Geological Survey of Japan, 1986.)

http://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=ft6v19p151&chunk.id=d0e7055&toc.id=d0e7055&brand=ucpress

Distribution of alteration zones at the surface (Kimbara, 1983)http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375650506000101

1. Wohletz, Kenneth, and Grant Heiken. Volcanology and Geothermal Energy. Berkeley: University of California Press, 1992.

2. Gupta, H. & Roy, S.: Geothermal Energy: An Alternative Resource For The 21st Century, First Ed 2007, Elsevier.

Pustaka:

Tahapan Survei Geothermal

Diagram alir Tahapan dalam Metodologi Survei Geothermal(Latin American Energy Development Organization)

Tahap 1 Evaluasi Informasi Yang Ada Tentang Daerah Studi

peta2 topografi dan geologi skala besar & kecil; sintesis geologi regional, termasuk stratigrafi, geologi struktur,

dan sejarah volkanisme; seluruh laporan terpublikasi/tidak ttg geologi, geokimia dan

geofisika; citra2 satelit dan bermacam foto udara; informasi keberadaan dan karakteristik mata2 air panas,

fumarola, dan alterasi hidrotermal; informasi sumur2 bor atau inti2 batuan (cores) dari setiap

sumber, termasuk pemboran sumur air, minyak, dan coringoleh perusahaan pertambangan;

data geofisika baik yang terpublikasi atau tidak; dan informasi ttg hidrogeologi dan meteorologi.

Tahap 2 Penyelidikan Lapangan dan Penelitian Laboratorium

Pada Tahap ini perlu dipahami/ dijawab beberapa pertanyaansbb: Kemungkinan adanya anomali termal dangkal; Kondisi hidrogeologi regional; Sifat manifestasi termal yang ada;

Di daerah volkanik perlu fokus pada beberapa titik observasisaja.

Tahap 2 Penyelidikan Lapangan dan Penelitian Laboratorium

Identifikasikan daerah2 dimana ada episode2 volkanismemasa kini. Definisi masa kini berragam tergantung padavolume material yang dierupsikan, karena tubuh magma besar menyimpan panas lebih lama dibanding yang kecil;

Evaluasi jumlah relatif produk2 volkanik yang bersifat silicic, dan mafic atau intermediate;

Tentukan pada skala regional hubungan masa kini antarastruktur volkanik dan kerangka tektonik regional.

Identifikasikan kawah2 eksplosi freatik yang ada. Kumpulkan sampel2 secara sistematis seluruh jenis litologi

untuk analisis lab, termasuk analisis petrografi dan kimiawi. Kumpulkan klastika2 litik (xenoliths) dari satuan2 piroklastik

untuk analisis petrografi.

Tahap 2 (Lanjutan)

Tentukan umur absolut satuan2 litologi yang mewakili; Pelajari (pada tahap awal) seluruh satuan reservoir dan ba-

tuan2 penudung yang mungkin ada di lapangan.

Analisis dan interpretasi lapangan dan lab pada tahap iniakan membantu menentukan area2 geothermal utama un-tuk dipelajari lebih detail dan, jika layak, dipilih untuk sur-vei2 geofisika serta pemboran eksplorasi.

Bersama dengan hasil survei2 hidrogeokimia regional, dataawal tsb dapat digunakan untuk menentukan area yang akandievaluasi untuk pengembangan potensi komersial.

Tahap 3 Studi Lapangan dan Lab Detail: Geologi danVolkanologi

Studi lapangan dan lab detail dimulai dengan:a) Interpretasi foto udara;b) Identifikasi awal struktur2 volkanik dan sesar2;c) Hipotesa menyangkut setting volkanotektonik regional; dand) Integrasi informasi dari peta-peta yang ada.

Selanjutnya dilakukan studi lapangan detail yang tersusun olehaspek2 sbb:

(1) Pencarian anomali2 termal di kulit bumi bagian atas meli-libatkan pemetaan dan pemercontoan sekuen2 erupsi vol-kanik muda, khususnya tipe2 batuan yang indikatif terha-dap keberadaan tubuh2 magma dangkal.

Seluruh daerah manifestasi geothermal, baik yang fosil maupun yang masih aktif, dipetakan dan diambil contoh-nya sehubungan dg pemercontohan hidrogeokimia.

Seluruh struktur volkanik dipetakan, termasuk jika ada ka-wah2, kubah, kawah freatik, dan sesar2 yang berasosiasi.

(2) Di daerah2 dengan manifestasi hidrotermal permukaan,batuan2 penudung potensial dipetakan dan disampel, ser-ta asal usulnya ditentukan. Di zona2 volkanik, ditekankanpencarian kawah2 ekplosi freatik.

(3) Luasnya potensi reservoir2 geothermal dapat diestimasidengan cara:

Studi klastika2 litik (xenolith) dalam endapan2 piroklastik;klastika2 ini memberikan info tentang sifat2 unit batuanyang mendasari keberadaan gunung api.

Identifikasi dan pemetaan sesar2 masa kini. Usaha inipenting dilakukan karena sesar2 aktif merepresentasikanzona2 permeabilitas rekahan.

Tentukan tingkat aktifitas hidrovolkanik yang menyebab-kan pembentukan endapan2 piroklastik di daerah gunungapi. Pekerjaan ini dapat mengidentifikasi adanya akuifer2 di bawah gunung selama erupsi2 masa kini. Akuifer2 inidapat merupakan reservoir2 hidrotermal masa kini.

(4) Di negara2 tropis dimana tanah2 terbentuk secara cepatdan singkapan2 segera tertutup oleh tumbuhan, pemeta-an geologi lebih sulit dilakukan. Dlm situasi spt ini, diper-lukan sejumlah pendekatan tambahan, a.l.:

Pemetaan bentang alam. Peta2 ini didasarkan terutamapada interpretasi foto2 udara dancitra2 satelit, khusus-nya di daerah2 volkanik muda. Interpretasi2nya dichecksepanjang galian2 jalan, dasar2 sungai, dan garis pantai,serta galian2 tambang.

Citra radar udara (SLAR). Citra2 spt itu sangat bermanfaatdalam pemetaan sesar2 dan bentang alam volkanik didaerah2 tropis, meskipun relatif mahal untuk diperoleh.

Contoh Peta Geologi Geothermal Hasil Tahapan Survei Geothremal

Back-up Slides