` BAB IV ALTERASI HIDROTHERMAL 4.1 Pendahuluan Mineral alterasi hidrotermal terbentuk oleh adanya interaksi antara fluida panas dan batuan pada suatu sistem hidrotermal. Oleh karena itu, mineral alterasi hidrotermal termasuk ke dalam mineral sekunder, yaitu mineral yang terbentuk setelah pembentukan batuan asalnya. Mineral alterasi dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan komposisi kimianya (Browne, 1991). Intensitas alterasi adalah parameter yang menunjukkan seberapa besar batuan telah mengalami proses alterasi dan menghasilkan mineral sekunder. Intensitas alterasi diklasifikasikan seperti pada Tabel 4.1: Intensitas
Kondisi Batuan
Alterasi Lemah
Masadasar / masadasar atau fenokris / fragmen telah
(1-25%)
terubah.
Sedang
Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen telah
(25-50%) Kuat (50-75 %)
terubah tetapi tekstur asalnya masih ada. Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen telah terubah tetapi tekstur asal dan bentuk kristalnya masih dapat terlihat.
Sangat kuat
Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen
(75-100%)
seluruhnya telah terubah dan sulit untuk dibedakan
Tabel 4.1 Klasifikasi intensitas ubahan (Browne, 1991 op.cit. Corbett dan Leach, 1998)
Derajat alterasi merupakan parameter yang menunjukkan kondisi bawah permukaan berdasarkan identifikasi mineral alterasi (Browne, 1991). Misal, adularia memiliki derajat alterasi tinggi pada batuan yang memiliki permeabilitas tinggi, dan epidot memiliki derajat alterasi yang tinggi pada kisaran temperatur yang besar.
30
Menurut Browne (1991) op.cit Corbett dan Leach (1998), terdapat enam faktor yang mempengaruhi pembentukan mineral ubahan dalam sistem hidrotermal, yaitu : 1. Temperatur 2. Sifat kimia larutan hidrotermal 3. Konsentrasi larutan hidrotermal 4. Komposisi batuan samping 5. Durasi aktivitas hidrotermal 6. Permeabilitas
Temperatur
dan pH
larutan
merupakan
faktor
yang
terpenting
yang
mempengaruhi mineralogi dari sistem ubahan (Corbett dan Leach, 1998). Kondisi tak jenuh, panas, hidrostatik, dan tekanan langsung berhubungan dengan temperatur (Browne, 1978 op cit Corbett dan Leach, 1998) sedangkan tekanan gas dan rasio dari konsentrasi elemen tercermin pada pH larutan (Henley dkk., 1984 op cit Corbett dan Leach, 1998). Faktor-faktor yang lain hanya berpengaruh sedikit pada mineralogi ubahan. Suatu daerah yang mengalami ubahan hidrotermal dicirikan oleh adanya intrusi yang menghasilkan larutan hidrotermal, adanya batuan samping yang diterobos, terdapatnya ubahan pada batuan akibat reaksi antara larutan hidrotermal dengan batuan samping, terdapat urat-urat kuarsa, dan adanya mineralisasi. Corbett dan Leach (1998) membagi zona ubahan hidrotermal ke dalam lima zona ubahan berdasarkan kumpulan dan asosiasi mineral ubahan yang muncul pada kondisi kesetimbangan yang sama dan derajat pH, sebagai berikut : Argilik lanjut (advanced argillic), terdiri dari fasa mineral pada kondisi pH rendah (≤4) yaitu kelompok silika dan alunit. Meyer dan Hemley (1967) op.cit Corbett dan Leach (1998) menambahkan kelompok kaolin temperatur tinggi seperti diktit dan pirofilit. Argilik, terdiri dari kumpulan mineral ubahan dengan temperatur relatif rendah (<220-250ºC) dan pH larutan antara 4-5. Zona ubahan ini didominasi oleh kaolinit dan smektit. Pada zona ini mungkin juga terdiri dari klorit dan ilit. Filik, terbentuk pada pH yang hampir sama dengan pH ubahan argilik, namun temperaturnya lebih tinggi daripada temperatur ubahan argilik. Dicirikan dengan
31
Kehadiran mineral serisit atau muskovit. Pada zona filik dapat juga hadir kelompok mineral kaolin temperatur tinggi yaitu pirofilit dan andalusit dan juga mineral klorit. Propilitik, terbentuk pada kondisi pH mendekati netral dengan kehadiran mineral epidot dan/atau klorit (Meyer dan Hemley, 1967 op.cit Corbett dan Leach, 1998). Pada zona ini dapat juga ditemukan mineral k-feldspar dan albit sekunder. Pada temperatur yang relatif rendah (<200-250ºC), dicirikan oleh ketidakhadiran epidot yang dikenal sebagai zona subpropilitik. Potasik, terbentuk pada temperatur tinggi, kondisi netral, dicirikan dengan kehadiran mineral biotit dan/atau k-feldspar ± magnetit ± aktinolit ± klinopiroksen.
32
Gambar 4.1 Kumpulan Mineral Ubahan (Corbett dan Leach, 1998)
33
4.2 Model Alterasi Geothermal
Gambar 4.2 Model alterasi geothermal
Gambar di atas menunjukkan model alterasi pada area geothermal. Zona argilik mempunyai pH larutan antara 4-5, didominasi oleh mineral lempung monmorilonit ± kaolinit. Zona propilitik mempunyai pH mendekati netral, temperaturnya relatif rendah dan dicirikan kehadiran mineral epidot. Zona potasik terbentuk pada temperatur yang tinggi dan kondisi yang netral. Konsep panas bumi secara mendasar adalah: 1.
Adanya sumber panas dari pendinginan magma dibawah permukaan,
2.
Permeabilitas batuan dibawah permukaan sebagai reservoir,
3. Air tanah (air meteoric) yang masuk kedalam formasi atau ke reservoir dan 4.
Batuan penutup (cap rock).
5. Adanya jejak tektonik dimana terbentuknya rekahan pada kulit bumi (patahan dan frakturasi) yang memberikan jalan bagi fluida kepermukaan 6. Panasnya perlu mencapai suhu >220oC (ada juga yang menyatakan >180 oC)
34
4.3 Ubahan Hidrotermal Daerah Panasbumi Sembalun Berdasarkan kehadiran mineral ubahan yang diidentifikasi berdasarkan analisis petrografi (Lampiran A) maupun analisis PIMA pada conto (Lampiran B), maka dilakukan pengelompokan mineral ubahan. Kemudian dari asosiasi mineral dilakukan perajahan temperatur berdasarkan Reyes, 1990, op.cit Hedenquist, 1998, untuk mengetahui temperatur pembentukan masing-masing zona ubahan. Nama setiap zona ubahan mencirikan himpunan dan asosiasi mineral tertentu yang selalu hadir karena stabil pada kondisi yang sama. Berdasarkan hal tersebut dilakukan pengelompokan zona ubahan hidrotermal di daerah penelitian yang mengacu pada klasifikasi Corbett dan Leach (1998), yaitu : 1. Zona ubahan klorit-kalsit-monmorilonit±Halloysite. 2. Zona ubahan klorit-kalsit-kuarsa. 3. Zona ubahan klorit-kuarsa-serisit.
4.3.1. Zona ubahan klorit-kalsit-monmorilonit±Halloysite. Zona ubahan ini ditandai oleh kehadiran mineral montmorilonit±halloysite, klorit, kalsit. Mineral-mineral lempung pada sayatan petrografi berwarna cokat keruh yang hadir mengubah sebagian fragmen batuan dan matriks gelas. Hasil analisis PIMA menunjukkan bahwa mineral lempung tersebut berupa montmorilonit±halloysite. Zona ubahan ini dapat dijumpai pada conto batuan pada sumur S.1 (kedalaman : 20-30 m dan 40-50 m), S.2 (kedalaman :10-20m; 30-40m; 40-50m ) dan pada sumur S.3 (kedalaman : 50-60 m; 60-70 m; 80-90 m; 90-100m; 100-110m dan 110-120m). Mengacu pada Corbett dan Leach (1998) dan berdasarkan kehadiran mineral montmorilonit±halloysite, klorit dan kalsit maka zona ubahan ini dapat disebandingkan dengan zona ubahan argilik. Zona ini mempunyai pH sekitar 4-5 sedangkan hasil perajahan temperaturnya menunjukkan bahwa zona ini memiliki kisaran temperatur pembentukan 120º-180ºC (Tabel 4.2).
35
Tabel 4.2 Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsitmontmorilonit±halloysite
4.3.2 Zona Ubahan Klorit-Kalsit-Kuarsa. Zona ubahan ini ditandai oleh kehadiran mineral kalsit, klorit yang berasosiasi dengan mineral kuarsa tanpa ada kehadiran mineral epidot. Zona ubahan ini dapat dijumpai pada conto batuan di sumur S.1 (kedalaman : 60-70m, 70-80m dan 90-100m). Berdasarkan kehadiran asosiasi mineral kuarsa, klorit dan kalsit maka zona ubahan ini dapat disebandingkan dengan zona subpropilitik yang terbentuk pada kondisi pH (5-6) sedangkan hasil perajahan temperaturnya menunjukkan bahwa zona ini memiliki kisaran temperatur pembentukan pada temperatur 120º-320ºC (Tabel 4.3).
Tabel 4.3 Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsit-Kuarsa
36
4.3.3. Zona ubahan klorit-kalsit-serisit Zona ubahan ini ditandai oleh kehadiran mineral serisit disertai mineral kalsit dan klorit. Selain itu, pada zona ini hadir pula kuarsa dalam persentasi kecil. Zona ubahan ini hadir pada conto batuan di sumur S.1 (kedalaman : 50-60m; 60-70m; 70-80m; 80-90m dan 100-110m). Serisit hadir berupa agregat halus yang berserabut sebagai mineral ubahan menggantikan sebagian plagioklas dan piroksen, matriks gelas. Kehadiran serisit yang menjadi penciri zona ini juga menunjukkan bahwa pH larutan yang membentuknya relatif mendekati netral 5-6 (Corbett dan Leach, 1998). Mengacu pada Corbett dan Leach (1998) dan berdasarkan kehadiran mineral serisit, klorit dan kalsit, maka zona ubahan ini dapat disebandingkan dengan zona ubahan filik yang mempunyai netral (pH sekitar 5-6) sedangkan temperatur pembentukannya berada pada kisaran temperatur 280º-320ºC (Tabel 4.4).
Tabel 4.4 Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsit-Serisit
4.4. Diskusi Berdasarkan perajahan temperatur zona kumpulan mineral ubahan pada keempat zona ubahan yang terdapat pada daerah penelitian, maka didapatkan kisaran temperatur pembentukan mineral-mineral tersebut
antara 120º-320ºC. Temperatur tersebut
mengidentifikasikan bahwa sistem ubahan di daerah penelitian termasuk dalam sistem ubahan epitermal (klasifikasi Lindgren, 1933, op.cit Corbett dan Leach, 1998).
37
Endapan Sistem Epithermal dicirikan dengan keterdapatan urat dan ditandai adanya adularia serta litologinya vulkanik. Namun pada daerah penelitian tidak ditemukan adularia dikarenakan kedalaman sumur pemboran yang dangkal. Dari ketiga zona ubahan pada daerah penelitian dapat dibuat mekanisme mineralisasi berdasarkan kumpulan mineral ubahan, temperatur dan kondisi pH. Dari tabel zona ubahan hidrothermal (Gambar 4.3) maka kemungkinan tahapan zona ubahan hidrotermal di daerah ini dimulai dengan zona ubahan filik, subpropilitik, selanjutnya argilik, seperti pada gambar 4.2 yang menunjukkan adanya perubahan mineralogi akibat perubahan pH larutan dan perubahan temperatur hidrotermal. Larutan hidrotermal memiliki temperatur tekanan yang cukup tinggi saat berada di bawah permukaan dibandingkan dengan suhu permukaan. Akibat dari tekanan yang tinggi dan perbedaan temperatur ini, maka larutan hidrotermal akan bergerak mencari zona lemah dan mengalir ke daerah yang memiliki temperatur dan tekanan yang lebih rendah. Larutan hidrotermal yang didominasi oleh senyawa H2S ini, naik melalui zona lemah kemudian bereaksi dengan batuan samping juga dengan air meteorik yang menyebabkan pH larutan mendekati netral (5-6). Hal ini menghasilkan zona ubahan kuarsa-serisit-klorit (zona ubahan filik) yang terbentuk pada kisaran temperatur 280º-320º C (no.1 pada Gambar 4.3). Selanjutnya, larutan hidrotermal terus bergerak naik dan terjadi pelepasan gas CO2 yang mengakibatkan keasaman larutan hidrotermal bertambah. Setelah bereaksi dengan air meteorik, larutan hidrotermal ini membentuk H2CO3 yang bereaksi dengan batuan samping (mengandung plagioklas dengan komposisi ion Ca + yang mengganti ion H+ pada H2CO3) membentuk mineral ubahan kalsit pada temperatur antara 120º-320º C dan pH sehingga terbentuk zona ubahan kuarsa-klorit-kalsit (no.2 pada Gambar 4.3). Setelah
pembentukan
zona
ubahan
kuarsa-klorit-kalsit
(zona
ubahan
subpropilitik), larutan hidrotermal terus naik yang diiringi dengan penurunan temperatur. Disini terjadi proses argilitisasi (plagioklas dan mineral mafik terubah menjadi mineral lempung dan klorit) yang mengakibatkan larutan hidrotermal menjadi lebih asam sehingga menghasilkan zona argilik (no.3 pada Gambar 4.3).
38
Gambar 4.3 Tahapan Zona Ubahan Hidrotermal daerah panas bumi Sembalun (Modifikasi dari Corbett dan Leach, 1998)
39
