BAB IV ALTERASI HIDROTERMAL. 4.1 Teori Dasar

(1)

22

BAB IV

ALTERASI HIDROTERMAL

4.1 Teori Dasar

Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang terjadi akibat adanya interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan samping yang dilaluinya, sehingga membentuk deretan mineral hidrotermal tertentu pada kondisi fisika dan kimia tertentu pula (Browne, 1999).

Menurut Browne (1999), dua proses utama pembentukan alterasi hidrotermal adalah sebagai berikut:

a. Pengendapan mineral langsung (direct deposition) dari larutannya yang mengisi urat atau rongga.

b. Penggantian (replacement) terhadap mineral primer yang tidak stabil pada lingkungan panasbumi dan kemudian terbentuklah mineral sekunder yang lebih stabil pada kondisi baru.

Faktor utama yang mempengaruhi alterasi hidrotermal (Browne, 1999), yaitu:

a. Temperatur

b. Sifat kimia fluida hidrotermal

c. Konsentrasi fluida hidrotermal

d. Komposisi batuan samping

e. Durasi aktivitas hidrotermal

f. Permeabilitas

(2)

23

Corbett dan Leach (1998) membagi zona ubahan berdasarkan kumpulan dan asosiasi mineral ubahan yang muncul pada kondisi kesetimbangan yang sama dan derajat pH (gambar 14). Zona alterasi yang terbentuk adalah sebagai berikut:

a. Argilik Lanjut (Advanced Argillic)

Terdiri dari fasa mineral pada kondisi pH rendah, yang dicirikan oleh kehadiran mineral alunit, diaspor, dan pirofilit.

b. Argilik (Argillic)

Terdiri dari kumpulan mineral alterasi dengan pH lebih tinggi dibandingkan dengan pH zona alterasi argilik lanjut dan memiliki temperatur yang rendah (<230

^o

C). Zona ubahan ini didominasi oleh kaolinit, smektit, dan interlayer ilit-smektit.

c. Filik (Phyllic)

Zona alterasi ini terbentuk pada pH yang hampir sama dengan pH zona alterasi argilik dan memiliki temperatur yang sedang-tinggi (200-400

^o

C). Dicirikan oleh kehadiran mineral serisit atau muskovit.

d. Propilitik (Propylitic)

Zona ini terbentuk pada pH mendekati netral dengan temperatur tinggi (200-300

^o

C) yang dicirikan oleh kehadiran mineral epidot. Pada temperatur yang relatif lebih rendah dicirikan oleh ketidakhadiran mineral epidot biasanya dikenal sebagai zona subporfiritik.

e. Potasik (Potassic)

Zona alterasi ini terbentuk pada temperatur tinggi (>300

^o

C) dengan pH netral. Dicirikan oleh

kehadiran mineral biotit, K-feldspar, kuarsa, dan magnetit.

(3)

24 Gambar 14. Himpunan Mineral Sekunder (Corbett dan Leach, 1998).

(4)

25

4.2 Analisa Alterasi Hidrotermal

Penentuan zona alterasi hidrotermal di daerah penelitian dilakukan dengan menggunakan dua analisa, yaitu: analisa petrografi dan analisa XRD (X-Ray Diffraction).

4.2.1 Analisa Petrografi

Analisa ini dilakukan untuk mengidentifikasi total mineral teralterasi dan kehadiran mineral sekunder yang menjadi penciri zona alterasi tertentu pada 23 sampel keratan batuan yang diambil pada sumur WW-2, 9 sampel keratan batuan yang diambil pada sumur WF-2, 8 sampel keratan batuan yang diambil pada sumur WA-3, dan 12 sampel inti bor yang diambil pada sumur WJ (lampiran A dan B).

4.2.2 Analisa XRD (X-Ray Diffaction)

Analisa ini dilakukan pada 8 sampel inti bor sumur WJ (tabel 1 dan lampiran C).

Tabel 2. Hasil Analisa XRD (X-Ray Diffraction) Pada Bulk Sample.

Sumur Kedalaman (m) Kehadiran Mineral Berdasarkan Analisa XRD (X-Ray Diffraction)

WJ 1107,3 Kuarsa, Albit, Magnetit, Smektit 1119,3-1120,3 Kuarsa, Magnetit, Smektit, Albit, Pirit

1288-1288,3 Kuarsa, Magnetit, Albit, Klorit

1289,8-1290,6 Kuarsa, Albit, Smektit, Magnetit, Pirit 1391-1391,6 Kuarsa, Albit, Kalsit, Smektit, Ilit 1448,7-1448,9 Kuarsa, Smektit, Albit, Magnetit, Pirit 1533,5-1534,3 Kuarsa, Albit, Magnetit

1602,6-1608,5 Kuarsa, Albit, Smektit, Ilit, Kristobalit

(5)

26

Berdasarkan hasil analisa XRD (X-Ray Diffraction) pada sumur WJ maka terdapat mineral primer berupa albit. Mineral sekunder berupa kuarsa, smektit, klorit, kalsit, ilit, kristobalit, pirit dan magnetit. Jadi, pada sumur WJ terdapat mineral lempung berupa klorit, smektit, dan ilit.

4.3 Zona Alterasi Hidrotermal di Daerah Penelitian

Berdasarkan analisa petrografi maka terdapat tiga zona alterasi hidrotermal di daerah penelitian (gambar 15 dan 16). Pengelompokan zona alterasi ini dilakukan berdasarkan kehadiran himpunan mineral sekunder yang mengacu pada klasifikasi Corbett dan Leach (1996), yaitu:

a. Zona Kuarsa-Mineral lempung (Kaolinit)

b. Zona Kuarsa-Klorit-Kalsit±Anhidrit-Mineral lempung (Smektit)

c. Zona Kuarsa±Wairakit-Epidot-Klorit-Kalsit±Anhidrit±Prehnit-Mineral lempung (Ilit)

4.3.1 Zona Kuarsa-Mineral lempung (Kaolinit)

Zona ini hadir pada interval kedalaman 195-615 m (gambar 15) sebagai ubahan dari Satuan Tuf Litik dan Satuan Breksi Piroklastik. Zona ini dicirikan oleh kehadiran mineral lempung yang diduga adalah kaolinit dalam jumlah yang melimpah serta mikrokristalin kuarsa (gambar 17).

Mineral lempung hadir melimpah menggantikan matriks sedangkan kuarsa hadir menggantikan

butiran dan mengisi rongga.

(6)

27 Gambar 15. Penampang Zona Alterasi Daerah Penelitian.

(7)

28 Gambar 16. Penampang Korelasi Zona Alterasi Daerah Penelitian.

(8)

29

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

B C D E F G H I J K L M N O

XPLPPL

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPL

// - Nicol X - Nicol

Gambar 17. Foto sayatan tipis zona alterasi kuarsa-mineral lempung pada sumur WW-2 di kedalaman 612-615 m. Kuarsa (H-8) dan mineral lempung yang diduga adalah kaolinit (J-7).

Gambar 18. Perajahan Mineral Zona Alterasi Kuarsa-Mineral lempung atau Argilik (Browne, 1999).

Mengacu pada Corbett dan Leach (1998) dan asosiasi kehadiran kuarsa dan kaolinit maka zona ini sebanding dengan zona alterasi argilik yang terbentuk pada pH yang asam dengan temperatur berdasarkan hasil perajahan mineral antara 20-120

^o

C (gambar 18).

0,4 mm

(9)

30

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPLPPL

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPLPPL

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPL

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPL

4.3.2 Zona Kuarsa-Klorit-Kalsit±Anhidrit-Mineral lempung (Smektit)

Zona ini hadir pada interval kedalaman 543-1296 m sebagai ubahan dari Satuan Andesit, Satuan Breksi Piroklastik, dan Satuan Tuf Litik . Mineral sekunder berupa kuarsa, klorit, kalsit, dan mineral lempung hadir pada setiap kedalaman. Sedangkan anhidrit (gambar 19) hadir pada sumur WW-2 pada kedalaman 771-774 m, 1008-1011 m, 1194-1197 m, 1293-1296 m. Pada sumur WF-2 anhidrit hadir pada kedalaman 543 m, 594 m, 834 m, dan 996 m. Pada sumur WA-3 anhidrit hanya hadir pada kedalaman 1085-1090 m (gambar 15). Berdasarkan analisa XRD (X-

Ray Diffraction) yang dilakukan pada sampel inti bor sumur WJ pada kedalaman 1107,3 m maka

dapat diketahui bahwa mineral lempung pada zona ini adalah smektit.

Gambar 19. Foto sayatan tipis zona alterasi kuarsa-klorit-kalsit±anhidrit-mineral lempung pada sumur WW-2 di kedalaman 612-615 m. Kuarsa (H-8 atas), klorit (D-6 atas), anhidrit (H-6 bawah).

X - Nicol // - Nicol

0,4 mm

(10)

31 Gambar 20. Perajahan Mineral Zona Alterasi Kuarsa-Klorit-Kalsit±Anhidrit-Mineral lempung atau Subpropilitik

(Browne, 1999).

Berdasarkan Corbett dan Leach (1998) dan kehadiran asosiasi mineral kuarsa, klorit, kalsit, anhidrit, dan smektit maka zona ini dapat disebandingkan dengan zona subpropilitik yang terbentuk pada kondisi pH netral dan kisaran temperatur berdasarkan hasil perajahan mineral antara 120-180

^o

C (gambar 20).

4.3.3 Zona Kuarsa±Wairakit-Epidot-Klorit-Kalsit±Anhidrit±Prehnit-Mineral lempung (Ilit)

Zona ini hadir pada interval kedalaman antara 1270-2331 m sebagai ubahan dari Satuan Andesit.

Kuarsa, klorit, kalsit, epidot dan mineral lempung yang diduga adalah ilit hadir pada setiap

kedalaman. Sedangkan wairakit hanya hadir pada sumur WA-3 di kedalaman 1270-1275 m dan

1400-1405 m. Prehnit hadir pada sumur WW-2 di kedalaman 1641-1644 m, 1872-1875 m, dan

2328-2331 m. Sedangkan pada sumur WF-2 prehnit hadir hanya di kedalaman 1326 m. Anhidrit

(11)

32

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPLPPL

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

XPL

hadir pada sumur WW-2 di kedalaman 1872-1875 m dan 2328-2331 m. Pada sumur WF-2 anhidrit hadir di kedalaman 1326 m serta pada sumur WA-3 di kedalaman 1270-1275 m, 1400- 1405 m, 2050-2055 m, dan 2130-2135 m (gambar 15).

Pada sumur WA-3 di kedalaman 1270-1275m dan 1400-1405 m terdapat mineral wairakit yang dipotong oleh mineral epidot. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi peningkatan temperatur dari 200

^o

C, saat wairakit terbentuk, menjadi 250

^o

C, saat epidot terbentuk, di zona ini (gambar 21).

// - Nicol X - Nicol

Gambar 21. Foto sayatan tipis zona alterasi kuarsa±wairakit-epidot-klorit-kalsit±anhidrit±prehnit-mineral lempung pada sumur WA-3 di kedalaman 1270-1275 m. Wairakit (G-5 dan K-3), epidot (I-5), klorit (G-4), mineral

lempung yang diduga adalah ilit (B-4).

Berdasarkan Corbett dan Leach (1998) dan kehadiran asosiasi mineral kuarsa, wairakit, epidot, klorit, kalsit, anhidrit, prehnit, dan ilit maka zona ini dapat disebandingkan dengan zona propilitik yang terbentuk pada kondisi pH netral dan kisaran temperatur berdasarkan hasil perajahan mineral antara 250-320

^o

C (gambar 22).

0,4 mm

(12)

33 Gambar 22. Perajahan Mineral Zona Alterasi Kuarsa±Wairakit-Epidot-Klorit-Kalsit±Anhidrit±Prehnit-Mineral

lempung atau Propilitik (Browne, 1999).

4.4 Korelasi Zona Alterasi

Berdasarkan analisa petrografi maka dilakukan korelasi zona alterasi hidrotermal yang dilakukan

pada sumur WW-2, WF-2, WA-3, dan WJ. Terdapat tiga zona alterasi hidrotermal di daerah

penelitian, yaitu: zona alterasi argilik, subpropilitik, dan propilitik (gambar 16).

(13)

34

4.5 Sistem Panasbumi

Terdapat beberapa persyaratan dalam pembentukan sistem panasbumi (Gupta, H., dkk, 2007), yaitu:

a. Adanya sumber panas berupa magma atau sisa panas dari batuan terobosan.

b. Adanya batuan reservoir yang menyimpan fluida panasbumi.

c. Adanya batuan penudung (caprock) sebagai penahan uap air agar panas tidak keluar.

Berdasarkan beberapa persyaratan terbentuknya sistem panasbumi, maka di daerah penelitian terdapat tiga zona berdasarkan kehadiran mineral sekunder sebagai indikator tipe alterasi hidrotermal, yaitu: zona penudung (caprock), zona transisi, dan zona reservoir.

4.5.1 Zona Penudung (caprock)

Pada sistem panasbumi, batuan penudung terdiri dari lapisan batuan yang impermeabel dan memiliki kemampuan untuk menahan uap panas di dalam reservoir (Gupta, H., dkk, 2007). Pada zona ini dibutuhkan lapisan batuan yang didominasi oleh mineral lempung. Di Lapangan Wayang Windu bagian selatan, zona penudung (caprock) disebandingkan dengan zona alterasi argilik yang berada pada kedalaman 195-615 m dengan kisaran temperatur antara 20-120

^o

C. 4.5.2 Zona Transisi

Pada sistem panasbumi, zona transisi umumnya dicirikan oleh kehadiran mineral anhidrit dan

kalsit. Zona ini disebandingkan dengan zona alterasi subpropilitik. Terdapat pada kedalaman

543-1296 m. Memiliki kisaran temperatur antara 120-180

^o

C.

(14)

35

4.5.3 Zona Reservoir

Pada sistem panasbumi, zona ini merupakan tempat tersimpannya fluida panasbumi dan dijadikan sebagai target pengeboran panasbumi yang dicirikan oleh kehadiran epidot pertama kali. Di daerah penelitian, zona reservoir disebandingkan dengan zona alterasi propilitik yang terbentuk pada temperatur antara 250-340

^o

C. Temperatur reservoir di daerah penelitian berdasarkan geotermometer mineral yang dihasilkan dari perajahan mineral adalah 250-320

^o

C yang terdapat pada kedalaman lebih dari 1270 m.

4.6 Perubahan Fluida Hidrotermal

Studi terhadap kehadiran himpunan mineral hidrotermal berdasarkan analisa petrografi yang di lakukan di daerah penelitian menunjukkan adanya perbedaan sifat kimia dan temperatur fluida hidrotermal. Perbedaan sifat kimia dan temperatur fluida hidrotermal tersebut dicirikan oleh adanya perbedaan zona alterasi yang terbentuk di daerah penelitian, yaitu: zona alterasi argilik, subpropilitik, dan propilitik.

Berdasarkan hasil perajahan temperatur pada zona alterasi kuarsa-mineral lempung (kaolinit), kuarsa-klorit-kalsit±anhidrit-mineral lempung (smektit), dan kuarsa±wairakit-epidot-klorit- kalsit±anhidrit±prehnit-mineral lempung (ilit), maka dapat diketahui bahwa fluida hidrotermal telah mengalami perubahan saat mengalir naik ke permukaan.

Pada mulanya fluida hidrotermal memiliki pH netral dan temperatur antara 250-320

^o

C yang

mengubah Satuan Andesit pada kedalaman 1270-2331 m sehingga membentuk zona alterasi

kuarsa±wairakit-epidot-klorit-kalsit±anhidrit±prehnit-mineral lempung (ilit) atau yang

disebandingkan dengan zona propilitik. Akibat adanya perubahan densitas, maka fluida

hidrotermal tersebut naik menuju kedalaman 543-1296 m. Di kedalaman ini fluida hidrotermal

ber-pH netral tersebut mengalami penurunan temperatur menjadi 120-180

^o

C, dan berinteraksi

dengan Satuan Andesit, Satuan Tuf Litik, dan Satuan Breksi Piroklastik sehingga terbentuk zona

kuarsa-klorit-kalsit±anhidrit-mineral lempung (smektit) yang disebandingkan dengan zona

(15)

36

alterasi subpropilitik. Pada kedalaman 612 m sampai ke permukaan, fluida hidrotermal tersebut

mendingin menjadi 20-120

^o