Matsukawa Geothermal Field Case

Pada keadaan lapangan Geothermal di Matsukawa, Jepang, memiliki

keadaan seperti berikut ini

1. Lapangan Panasbumi Matsukawa berada di Jepang bagian Timur laut, dan

merupakan asosiasi Panasbumi dengan Gunung api Strato-vulcano.

2. Luas areanya memiliki panjang sekitar 7,5 km, dan lebar sekitar 1,5 km,

dengan sedikit vegetasi.

3. Hanya memiliki 2 - 3 fitur yang aktif

4. Hasil pemetaan dari 300 singkapan dan hasil Core menunjukkan :

- 200 sample telah diuji melalui XRD

- 60 sample diketahui melalui XRD dan SEM terdapat mineral lempung.

Referensi: Sumi, K., 1968, Hydrothermal Rock Alteration of The Matsukawa

Geothermal Area, Northeast Japan, Geological Survey of Japan Report 225.

Berikut ini adalah Peta persebaran mineral dan Peta bawah permukaan dari

Lapangan Panasbumi Matsukawa

Gambar 1. Peta Persebaran Mineral pada Lapangan Panasbumi Matsukawa Tanpa Skala

1

Gambar 2. Peta Persebaran Mineral Bawah Permukaan Lapangan Panasbumi Matsukawa

dengan Skala Garis.

Melalui dua peta tersebut, dilakukan analisis data yang akan menghasilkan

peta persebaran mineral aliterasi berdasarkan suhu, sehingga dapat ditentukan

dimana hebat source ataupun suhu tertinggi yang didasarkan oleh suhu

pembentukan mineral. Selanjutnya dari persebaran mineral tersebut ditentukan

pula zona alterasinya, berikut ini adalah pembahasan hasil analisis persebaran

mineral tersebut beserta peta outputnya:

2

1. Deliniasi Kontur Berdasarkan Suhu Pembentukan Mineral

Gambar 3. Deliniasi Kontur Berdasarkan Suhu Pembentukan Mineral

Suhu pembentukan 330˚C - 380˚C

Suhu pembentukan 280 ˚C - 330 ˚C

Suhu pembentukan 230 ˚C -280 ˚C

Suhu pembentukan 180 ˚C -230 ˚C

Suhu pembentukan 130 ˚C -180 ˚C

Suhu pembentukan 80 ˚C-130 ˚C

Pada peta ini, telah dilakukan konturing yang didasari oleh perbedaan suhu

pembentukkan mineral-mineral alterasi hidrothermal. Secara umum, mineral -

mineral aliterasi menunjukkan pengelompokkan tertentu, dimana pada suatu

kelompok, hanya terdapat mineral yang terbentuk pada rentang suhu yang

khas, dari persebaran mineral pada peta, dilakukan pengelompokkan seperti

data berikut ini :

3

Suhu Turun

Indikasi Sesar

Tabel 1. Daftar Range Suhu Pembentukan Mineral

Mineral 100 200 300 400BiotitGarnet

Magnetit

Mineral 100 200 300 400Garnet

K FeldsparEpidot

Amphibol

Mineral 100 200 300 400EpidotSerisit

AdulariaIllite

Mineral 100 200 300 400Illite

SmectiteDickite

PyrophiliteAdularia

Mineral 100 200 300 400KalsedonAlunite

Mineral 100 200 300 400Haloisit

OpalChristobalit

Alunite

4

Berdasarkan asosiasi mineral aliterasi tersebut, terdapat 2 kelompok

mineral yang sangat berbeda yaitu yang berada di sebelah kiri dan yang ada di

bagian kanan peta, sehingga deliniasi kontur berdasarkan suhu dipisah

menjadi 2 puncak kontur. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan suhu

pembentukan kelompok Illite yang berada pada bagian tengah peta, dimana

bila mengikuti konturing dengan heat source bagian kiri, maka ia seharusnya

masuk kelompok suhu pembentukan yang sama dengan Illite Smectite, namun

individu Illite yang melimpah menunjukkan suhu pembentukan yang lebih

tinggi, dan indikasi adanya sesar yang menyingkap mineral - mineral Illite

tersebut.

Berdasarkan Kelompok tersebut, maka dibentuklah kontur pada Peta yang

memiliki kontur, berupa :

Bagian dengan suhu pembentukkan 330-380˚ C ditandai dengan warna

merah, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral biotit

sekunder,garnet dan sedikit Magnetit

Bagian dengan suhu pembentukkan 280-330˚ C ditandai dengan warna

orange, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

garnet, amphibol, epidot, dan K-feldspar.

Bagian dengan suhu pembentukkan 230-280˚ C ditandai dengan warna

kuning, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

epidot, amphibol, K-feldspar, dan serisit

Bagian dengan suhu pembentukkan 180-230˚ C ditandai dengan warna

hijau muda, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

epidot, illite, adularia, dan serisit di kontur sebelah kiri serta dickite

dan pyrophilite di kontur sebelah kanan

Bagian dengan suhu pembentukkan 130-180˚ C ditandai dengan warna

biru muda, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

adularia, ilite, dan smektit serta kaolinit, alunit, dan kalsedon di kontur

sebelah kanan

Bagian dengan suhu pembentukkan berkisar 80 - 130˚ C ditandai

dengan warna biru tua, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan

5

asosiasi mineral ilite dan smektit di kontur sebelah kiri serta asosiasi

mineral haloisit, christobalit, opal, dan alunit di kontur sebelah kanan.

2. Deliniasi Kontur Berdasarkan Zona Alterasi Hidrothermal

Gambar 4. Deliniasi Kontur Berdasarkan Zona Alterasi

Zona potasik

Zoba philik

Zona propilik

Zona argilik

Zona argilik lanjutan

Pada penampang ini telah dilakukan delineasi zona alterasi hidrothermal

yang dicirikan oleh asosiasi mineral yang cukup khas. Dalam penampang ini

dapat dibagi menjadi 5 zona, yaitu :

Zona potasik, yang ditandai dengan warna merah, dengan asosiasi

mineral berupa garnet, epidot, biotit sekunder, k-Feldspar, amphibol, dan

6

Indikasi Sesar

sedikit Magnetit, mineral-mineral ini terbentuk pada suhu berkisar antara

280-350 ˚ C. Zona potasik ini merupakan zona yang paling dekat dengan

sumber panas (heat source), hal ini terlihat ada komposisi mineral

penyusunnya yang memiliki suhu pembentukkan yang tinggi.

Zona philik, yang ditandai dengan warna orange, dengan asosiasi mineral

berupa epidot, serisit, dan sedikit adularia. Mineral mineral ini terbentuk

pada suhu berkisar 230-280 ˚ C . Zona ini disebut juga dengan zona

alterasi serisit, yang menandakan adanya dominasi serisit pada zona ini.

Zona philik ini mengelilingi zona potasik, dan sumber panasnya masih

cukup dekat.

Zona propilitik, yang ditandai dengan warna kuning, dengan asosiasi

mineral berupa epidot, ilite, dan sedikit adularia. Mineral mineral ini

terbentuk pada suhu berkisar 220-300 ˚ C. Zona propilitik ini memiliki

jarak yang cukup dekat dengan sumber panas.

Zona argilic, yang ditandai dengan warna hijau muda, dengan asosiasi

mineral berupa ilite, smektit, dan sedikit adularia, serta pada bagian

kanan terdapat Illite, Dickite dan Pyrophilite. Mineral mineral ini

terbentuk pada suhu berkisar 140-220 ˚ C . Zona argilic ini memiliki jarak

yang cukup jauh dengan sumber panas.

Zona argilic lanjutan (advance argilic) , yang ditandai dengan warna hijau

tua dengan asosiasi mineral berupa Alunite, haloisit, christobalit, opal,

dan kalsedon. Mineral mineral ini dapat terbentuk pada suhu berkisar

100-300 ˚ C. Zona argilic lanjutan ini memiliki jarak yang jauh dengan

sumber panas.

Penentuan zona alterasi ditentukan dari mineral khas tiap zona di

mana mineral yang terbentuk pada suhu tinggi tidak selalu masuk ke

dalam kategori zona alterasi yang tinggi juga karena selain bergantung

pada suhu, klasifikasinya juga bergantung pada pH. Pada kedua peta

terlihat pola konturing yang tidak identik, zona alterasi juga dicirikan oleh

adanya asosiasi mineral yang terbentuk, dan dipengaruhi oleh pH yang

dapat diakibatkan karena adanya perbedaan provenance ataupun

7

komposisi kimia fluida pada batuan, bila terdapat individu mineral yang

ditemukan dengan asosiasi berbeda maka dapat ditarik mineral dominan

pada suatu zona. Persebaran mineral penciri dan kaitannya dengan zona

alterasi ditunjukkan oleh tabel klasifikasi Himpunan Mineral Penciri

menurut Corbett dan Leach, 1998.

Tabel 2. Klasifikasi Zona Alterasi berdasarkan mineral khas yang dipengaruhi

Suhu dan pH menurut Corbett dan Leach, 1998

8

Sistem Panas bumi memiliki beberapa komponen penting yang

dapat dianalisa melalui persebaran mineral, antara lain :

• Sumber Panas (Heat Source)

Umumnya berupa sumber panas magmatik namun dapat pula

berupa gradien geothermal.

• Batuan reservoir

Suatu tubuh atau Volume batuan yang memiliki porositas dan

permeabilitas yang cukup baik, sehingga mengandung fluida (air

panas, uap, gas) sehingga panas dapat diekstraksi

• Fluida

Merupakan media dimana panas dapat diekstraksi, fluida ini dapat

berupa fluida meteorik yang terpanaskan maupun hasil pencampuran

fluida meteorik dan magmatik.

• Batuan penutup (caprock)

Tubuh batuan yang impermeable, yang menutup reservoir sehingga

panas fluida dalam reservoir dapat dicegah untuk keluar ke

permukaan.

Dari peta permukaan didapatkan bahwa persebaran sumber panas

berada pada zona Potasik, dimana ditemui mineral Biotit, Magnetit dan

Garnet sebagai penciri, dan juga mineral dengan suhu pembentukan

tinggi, sementara zona reservoir berada pada zona Propilik, dimana

didominasi oleh mineral Adularia, Epidot dan Illite, adularia sendiri

terbentuk pada tempat yang jenuh akan air, sehingga menunjukkan pada

suatu waktu batuan yang mengandung adularia pernah berfungsi sebagai

reservoar, serta persebaran mineral lempung umumnya berada pada zona

Argilik, dimana ditemui mineral Smectite, Illite dan Adularia. Mineral -

mineral lempung dapat mengurangi permeabilitas batuan sehingga akan

menjaga fluida panas untuk tidak bermigrasi.

9

Gambar 5. Deliniasi Kontur Berdasarkan Zona Alterasi, berdasarkan keterdapatan

mineral dapat diinterpretasikan zona Reservoar, Caprock dan Hearsource

10

Heat Source

Caprock

Reservoar

3. Deliniasi Bawah Permukaan

Gambar 6. Deliniasi Kontur Bawah Permukaan berdasarkan Suhu Pembentukan

Mineral.

Penampang 3 merupakan hasil penampang bawah permukaan dari

suatu hasil pemboran, jika dilihat penampang ini memiliki kelerangan

(slope).

Pada penampang ini, dilakukan deliniasi berdasarkan zonasi alterasi

yang dicirikan oleh mineral-mineral asosiasinya. Dapat dibagi menjadi 3

zona, yaitu :

Bagian dengan suhu pembentukkan 270-330˚ ditandai dengan warna

merah, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral biotit

sekunder, garnet, serisit, epidot, aktinolit, klorit, kalkopirit, dan sedikit

Magnetit

Bagian dengan suhu pembentukkan 210-270˚ ditandai dengan warna

Orange tua, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

ilite, adularia, klorit, dan epidot.

11

Bagian dengan suhu pembentukkan 150-210˚ ditandai dengan warna

Orange muda, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi

mineral ilite, smektit, dan klorit.

Bagian dengan suhu pembentukkan 90-150˚ ditandai dengan warna

kuning, bagian ini dicirikan dengan keterdapatan asosiasi mineral

kalsedon, smektit, K-feldspar, dan klorit.

Jika diperhatikan, terdapat adanya ketidakmenerusan deliniasi, hal ini

diindikasikan terjadi karena adanya struktur geologi, berupa sesar naik.

Adanya sesar ini menyebabkan mineral yang terbentuk pada suhu tinggi di

bawah permukaan menjadi berada di atas dekat dengan permukaan.

Pada penampang ini, dapat diperkirakan beberapa komponen, yaitu :

Gambar 7. Deliniasi Kontur Zona Bawah Permukaan berdasarkan Persebaran Mineral.

12

Heat Source

Reservoir

Cap Rock

Sumber panas (heat source)

Sumber panas terdapat pada dekat dengan zona merah, hal ini

diprediksi dari mineral-mineral yang terdapat pada zona merah memiliki

suhu pembentukkan yang sangat tinggi.

Batuan reservoir

Batuan reservoir diprediksi terdapat pada zona berwarna Orange

tua, pada zona merah terdapat mineral garnet yang umumnya dapat

menjadi mineral penciri base reservoir, sedangkan mineral epidot

merupakan mineral penciri top reservoir, juga pada zona orange terdapat

mineral adularia, hal ini diinterpretasikan dari keterdapatan mineral

adularia. Proses pembentukkan mineral adularia memerlukan siklus air,

sehingga dapat diinterpretasikan bagian yang terdapat mineral adularia

memiliki permeabilitas yang tinggi. Hal tersebut menjadikan daerah

dengan mineral dominan adularia sebagai tempat reservoir karena salah

satu syarat batuan reservoir yang baik adalah memiliki porositas dan

permeabilitas yang tinggi, agar dapat mengalirkan fluida panas. Adanya

mineral klorit juga merupakan suatu penanda bahwa telah memasuki zona

reservoir. Adanya struktur geologi berupa sesar juga memperbesar nilai

permeabilitas.

Batuan penutup (caprock)

Untuk batuan penutup diperkirakan pada peta bawah permukaan

memiliki lokasi di bagian teratas, dapat diinterpretasikan demikian meski

data yang ada cukup terbatas, umumnya batuan penutup tersusun dari

mineral lempung seperti smektit, dan illite namun pada penampang ini

terlihat adanya asosiasi mineral ilite dan smektit yang bersamaan dengan

mineral adularia dan klorit yang merupakan mineral penciri permeabilitas

tinggi. Sedangkan pada bagian berwarna kuning, terdapat adanya Smektit

dan tidak disertai Adularia. Sehingga Caprock dari sistem ini tetap ada,

13

namun dirasa kurang mumpuni dalam hal menutup dan menjaga fluida

pada reservoir.

4. Proses Geologi

a. Proses yang terjadi pertama kali merupakan Intrusif, dimana Intrusi ini

memotong batuan sedimen, dikarenakan persebaran batuan sedimen

luas, mudah terjadi perubahan bila ditembus oleh fluida temperatur

tinggi, dan keterdapatan Garnet. Intrusif ini memiliki beberapa zona

dimana semakin menjauhi hebat source suhu pembentukan mineral

yang ditemui lebih rendah, dan terdapat beberapa zona yang dibagi

berdasarkan kelompok mineral penciri, dimana hal tersebut

dipengaruhi oleh Suhu dan pH. Model Intrusif tersebut awalnya dapat

digambarkan seperti berikut ini:

Gambar 8. Zona Alterasi Hidrothermal dan Mineral Pencirinya

b. Setelah terjadi proses intrusif, secara perlahan proses erosi yang terjadi

menyingkap zona alterasi yang seharusnya terdapat dibawah

permukaan. Hal tersebut didapat dari persebaran mineral yang sudah

menunjukkan zona Potasik, dan Profilik yang sudah berada di

permukaan.

14

Gambar 9. Zona Alterasi Hidrothermal dan Mineral Pencirinya setelah Tererosi

dan Zona Potasic Berada di Permukaan

c. Setelah terjadinya proses erosi, terjadi proses geologi berupa struktur

sekunder, yaitu terbentuknya Sesar Naik yang diketahui melalui peta

bawah Permukaan, dan indikasi adanya kelompok mineral Illite yang

berkumpul. Kelompok mineral Illite tersebut dapat tersingkap

dipermukaan karena proses sesar naik tersebut sehingga ia berada

diantara mineral yang terbentuk di suhu lebih rendah. Namun

kelompok Illite tersebut juga dapat terbentuk oleh adnaya Heat Source

lain yang tidak terdapat pada peta persebaran mineral di permukaan.

Gambar 10. Deliniasi Kontur Zona Bawah Permukaan yang Menunjukkan Adanya

Bidang Sesar berdasarkan Keterdapatan Mineral

15

Phylic ProphyliticArgilic

REFERENSI

http://www.libertystaruranium.com/wp-content/uploads/2012/03/JMG-Porphyry-

Copper-Model.png (diakses pada Sabtu, 4 April 2015 pukul 16.00 WIB)

http://isticlyne.blogspot.com/2013/03/jenis-jenis-alterasi-hidrothermal.html

(diakses pada Minggu, 5 April 2015 pukul 12.45 WIB)

http://digilib.itb.ac.id/files/disk1/505/jbptitbpp-gdl-dewiprihat-25208-4-2011ta-

3.pdf (diakses pada Minggu, 5 April 2015 pukul 12.55 WIB)

http://repository.upnyk.ac.id/2482/1/

Studi_Alterasi_Hidrotermal_daerah_Karangbolong,_Kabupaten_Kebumen,_J

awa_Tengah.pdf (diakses pada Minggu, 5 April 2015 pukul 13.10 WIB)

http://grsj.gr.jp/iga/bukai-files/sympo_200610_all_abs.pdf (diakses pada Minggu,

5 April 2015 pukul 13.20 WIB)

http://www.researchgate.net/publication/

248522658_Study_of_the_reservoir_at_the_Matsukawa_geothermal_field

(diakses pada Minggu, 5 April 2015 pukul 13.24 WIB)

16

LAMPIRAN

17