Interaksi Air Panas Bumi dengan Batuan

berdasarkan sifat kepolaran air dalam melarutkan mineral dalam batuan, maka tidaklah heran jika batuan yang berada dalam sistem panas bumi akan mengalami proses perubahan atau yang dikenal dengan istilah alterasi. tipe dan derajat alterasi sangat bergantung dari temperatur dan komposisi zat terlarut dalam suatu fluida panas bumi (dalam hal ini air). proses alterasi hidrotermal yang signifikan dapat memberikan informasi mengenai

1. sifat fisik batuan, meliputi densitas, porositas, permeabilitas, dan sifat kelistrikan
2. distribusi temperatur fluida panas bumi baik secara vertikal maupun lateral
3. identifikasi terhadap zona upflow, zona temperatur tertinggi (target panasbumi), dan zona recharge
4. komposisi kimia dari fluida panasbumi
5. zona permeabilitas yang baik untuk aliran fluida panasbumi ke permukaan
6. sifat geoteknik terhadap perlakuan pemboran dan pembangunan pembangkit listrik 

 

Gambar 1.Rentang stabilitas suhu, yang diketahui dari hasil pengamatan temperatur pemboran terhadap beberapa mineral alterasi hidrotermal yang umum (A) Mineral dikelompokkan berdasarkan pH of dari fluida panasbumi dari asam hingga basa (Adapted from Hedenquist,J.W. et al., Reviews in Economic Geology, 13, 245–277, 2000.) (B) Chart yang menunjukkan rentang stabilitas temperatur dari mineral alterasi yang umum (Adapted from Henley, R.W. and Ellis,A.J., Earth-Science Reviews, 19(1), 1–50, 1983.)

Gambar 1 menunjukkan mineral alterasi yang umum dijumpai disertai rentang suhu pembentukannya berdasarkan studi dari sistem geotermal yang aktif. beberapa mineral seperti kuarsa dan kalsit stabil pada rentang suhu yang panjang sehingga kurang direkomendasi untuk memberikan gambaran suhu bawah permukaan. Namun kehadiran beberapa mineral lain seperti epidot dan aktinolit dapat memberikan gambaran detail mengenai temperatur bawah permukaan karena rentang suhu pembentukan mineral tersebut yang pendek 

 

Gambar 2. Plot temperatur vs aktifitas menunjukkan daerah stabilitas dari mineral silikat pembawa kalsium yang ditemukan di sistem panasbumi (gambar diambil dari presentasi J. Moore at a workshop on geochemistry of geothermal fluids at University of California, Davis, in 2012. Diadaptasi dari Bruton, 1996)

selanjutnya, beberapa mineral tertentu yang diidentifikasi dari sampel pemboran dapat juga memberikan informasi mengenai perubahan temperatur selama terjadinya alterasi hidrotermal. Seorang geologist dapat mengamati hal tersebut dari susunan mineral yang stabil atau yang tergantikan dengan mineral yang lain berdasarkan tekstur mineral pada pengamatan petrografi ataupun pada perhitungan hubungan stabilitas fase mineral (Gambar 2) contohnya keberadaan mineral lain yang digantikan oleh mineral prehnite yang stabil pada temperatur yang lebih rendah mengindikasikan terjadinya proses penurunan temperatur selama alterasi.

susunan mineral hidrotermal juga memberikan informasi mengenai komposisi fluida yang diketahui dari plot aktifitas vs suhu (Gambar 3). 

Gambar 3 activity-activity diagram menunjukkan daerah stabilitas beberapa mineral alterasi hidrotermal sebagai fungsi dari aktifitas ion Ca dan K dari aktifitas ion H pada temperatur 250oC dan fluida tersaturasi oleh kuarsa (diadaptasi dari Browne, 1978; Browne and Ellis,1970; Simmons and Browne, 2000.) 

Plot tersebut dihasilkan dari perhitungan menggunakan percobaan hubungan antara persamaan determinan konstan dan pengamatan lapangan dari stabilitas mineral. pada suhu 250oC adularia stabil pada konsentrasi K+ yang tinggi dan ion H+ yang rendah (pH netral hingga sedikit alkalin). namun jika konsentrasi ion H+ bertambah maka adularia akan tergantikan oleh illite hingga kaolinite.

tiga style utama dari alterasi pada sistem geothermal, diantaranya 

1. Sulfidasi rendah (low sulfidation) yang terbentuk oleh fluida panas bumi alkali-chloride dengan pH mendekati netral
2. Sulfidasi tinggi (high sulfidation) yang terbentuk oleh larutan asam dengan kehadiran hasil pelepasan gas dari intrusi magmatik dibawahnya
3. steam-heated, alterasi asam tingkat tinggi yang dibentuk oleh proses boiling dari air klorida ber pH mendekati netral di kedalaman dan membebaskan gas H2S and CO2 yang kemudian bergabung bersama uap air dan air tanah dekat permukaan untuk menghasilkan kondisi asam dekat permukaan.