30

`

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

Alterasi Kondisi Batuan

Lemah

(1-25%)

Masadasar / masadasar atau fenokris / fragmen telah

terubah.

Sedang

(25-50%)

Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen telah

terubah tetapi tekstur asalnya masih ada.

Kuat

(50-75 %)

Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen telah

terubah tetapi tekstur asal dan bentuk kristalnya masih

dapat terlihat.

Sangat kuat

(75-100%)

Massa dasar / masadasar dan fenokris / fragmen

seluruhnya telah terubah dan sulit untuk dibedakan

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.

Tabel 4.1

Klasifikasi intensitas ubahan (Browne, 1991 op.cit. Corbett dan

Leach, 1998)

31

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

32

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.

33

Gambar 4.1

Kumpulan Mineral Ubahan (Corbett dan Leach, 1998)

34

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)

Gambar 4.2

Model alterasi geothermal

35

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).

36

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 4.2

Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsit-

montmorilonit±halloysite

Tabel 4.3

Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsit-Kuarsa

37

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).

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).

Tabel 4.4

Kisaran Temperatur Zona Ubahan Klorit-Kalsit-Serisit

38

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).

39

Gambar 4.3

Tahapan Zona Ubahan Hidrotermal daerah

panas bumi Sembalun

(Modifikasi dari Corbett dan Leach, 1998)