30

Bab III Karakteristik Alterasi Hidrotermal

III.1 Dasar Teori

Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang terjadi akibat interaksi antara fluida

panas dengan batuan samping yang dilaluinya, sehingga membentuk deret mineral

sekunder yang merefleksikan kondisi kimia dan fisik pada saat pembentukannya

(Browne, 1999). Proses-proses tersebut dapat berupa pengendapan langsung

larutan hidrotermal pada rekahan, rongga, dan pori-pori batuan (direct

deposition), penggantian mineral primer oleh mineral sekunder (replacement) dan

pencucian batuan oleh larutan yang bersifat asam (leaching). Adapun menurut

Browne (1991) dalam Corbett dan Leach (1998), terdapat enam faktor yang

mempengaruhi pembentukan mineral ubahan dalam sistem hidrotermal, yaitu:

1. Temperatur

2. Sifat kimia larutan hidrotermal

3. Konsetrasi larutan hidrotermal

4. Komposisi batuan samping

5. Durasi aktivitas hidrotermal

6. Permeabilitas

Diantara 6 faktor di atas, suhu dan kimia fluida hidrotermal merupakan faktor

yang paling berpengaruh pada proses ubahan hidrotermal (Corbett dan Leach,

1998). Fluida hidrotermal mengalir melalui pori-pori batuan atau rekahan-rekahan

batuan dan akan merubah batuan samping, baik secara kimiawi, mineralogi, dan

tekstur. Suatu daerah yang memperlihatkan penyebaran kesamaan himpunan

mineral ubahan selanjutnya disebut oleh Guilbert dan Park (1986) sebagai zona

ubahan.

Berdasarkan hubungan antara suhu dan pH larutan, Corbett dan Leach (1998)

telah membuat tabel zona ubahan seperti yang ditunjukkan oleh Gambar III.1 di

bawah ini.

31

Gambar III.1. Himpunan mineral ubahan dalam system hidrotermal (Corbett dan Leach,

1998)

Menurut Corbett dan Leach (1998) zona ubahan yang terbentuk adalah sebagai

berikut:

a. Argilik Lanjut (Advanced Argillic)

32

Zona ini terdiri dari mineral-mineral yang terbentuk pada kondisi pH

rendah (≤ 4), yaitu: kelompok silika dan alunit. Meyer dan Hemley (1967)

dalam Corbett dan Leach (1998) menambahkan kelompok kaolin

temperatur tinggi, seperti: dickit dan pirofilit. Pada model alterasi Corbett

dan Leach, zona ini diwakili oleh warna merah muda.

b. Argilik (Argillic)

Zona ini terdiri dari kumpulan mineral ubahan dengan temperatur relatif

lebih rendah dibandingkan dengan argilik lanjut (≤ 220-250oC) dengan pH

larutan antara 4-5. Zona ubahan ini didominasi oleh kaolinit dan smektit,

klorit dan illit masih dapat hadir walaupun dalam jumlah yang tidak

dominan. Pada model alterasi Corbett dan Leach, zona ini diwakili oleh

warna kuning muda.

c. Filik (Phyllic)

Zona ubahan ini terbentuk pada pH yang hampir sama dengan pH ubahan

argilik (pH 4-5), namun temperaturnya lebih tinggi daripada temperatur

ubahan argilik. Zona ini dicirikan oleh kehadiran serisit atau muskovit.

Pada model alterasi Corbett dan Leach zona ini diwakili oleh warna

kuning tua.

d. Propilitik (Propylitic)

Zona ini terbentuk pada pH mendekati netral dengan kehadiran mineral

epidot dan atau klorit (Meyer dan Hemley, 1967 dalam Corbett dan Leach,

1998). Pada zona ini dapat juga ditemukan mineral K-feldspar dan albit

sekunder. Pada temperatur yang relatif rendah (≤ 200-250oC) yang

dicirikan oleh ketidakhadiran mineral epidot biasanya dikenal sebagai

zona subpropilitik. Pada model alterasi Corbett dan Leach zona propilitik

diwakili oleh warna biru, sedangkan zona subpropilitik diwakili oleh

warna hijau.

e. Potasik (Potassic)

Zona ubahan ini terbentuk pada temperatur tinggi dan kondisi netral.

Dicirikan dengan kehadiran mineral biotit dan atau K-feldspar ± magnetit

± aktinolit ± klinopiroksen. Pada model alterasi Corbett dan Leach zona

ini diwakili oleh warna merah

33

Dalam beberapa sistem hidrotermal, pembagian mineral alterasi juga dilakukan

berdasarkan kehadiran mineral lempung dan Kalk-silika. Pengelompokan mineral

penciri temperatur berdasarkan kehadiran mineral lempung ini didasari pengertian

bahwa mineral yang sangat sensitif terhadap perubahan temperatur adalah mineral

dengan kandungan gugus OH dan n-H2O, mineral tersebut meliputi mineral-

mineral lempung dan zeolit. Reyes (1990) membagi mineral penciri temperatur

berdasarkan kondisi pH asam-netral larutan hidrotermal seperti yang ditunjukkan

pada Gambar III.2 dan Gambar III.3.

Gambar III.2. Himpunan mineral ubahan yang menunjukkan kondisi temperatur dan

fluida hidrotermal yang bersifat netral (Reyes, 1990, dalam Browne, 1999).

III.2 Metode dan Pendekatan

Identifikasi proses ubahan pada contoh serbuk bor di sumur daerah penelitian

dilakukan berdasarkan pengamatan petrografi menggunakan mikroskop polarisasi,

dan dibantu oleh data sekunder berupa analisa X-Ray Diffractometer (XRD).

Petrografi adalah instrumen yang penting pada analisa alterasi hidrotermal, karena

34

selain dapat mendeteksi kehadiran mineral sekunder, petrografi juga dapat

menjelaskan hubungan tekstur antara mineral-mineral ubahan dengan mineral

primer batuan, serta memperlihatkan proses paragenesa yang terjadi diantaranya.

Adapun XRD merupakan instrumen yang dipergunakan untuk mendeteksi

kehadiran mineral-mineral berukuran halus yang tidak dapat diindetifikasi melalui

pengamatan petrografi.

Gambar III.3. Himpunan mineral ubahan yang menunjukkan kondisi temperatur dan

fluida hidrotermal yang bersifat asam (Reyes, 1990, dalam Browne, 1999)

III.3 Alterasi Hidrotermal di Sumur Penelitian

Sumur yang dijadikan objek penelitian adalah 3 sumur eksplorasi yang terdiri dari

sumur WWT-1, WWD-2, dan WWQ-5. Berdasarkan analisa petrografi dari total

90 contoh serbuk bor dan analisa XRD terhadap 20 contoh (terlampir), dihasilkan

beberapa himpunan mineral yang dikelompokkan berdasarkan sifat kimia larutan

35

hidrotermal dan kondisi temperatur pembentukkannya. Pengelompokkan mineral

dilakukan dengan mengacu kepada diagram Corbett dan Leach (1998), sedangkan

perajahan temperatur dan komposisi pH asam-netral mineral dilakukan dengan

mengacu kepada Reyes (1990) dalam Browne (1999). Himpunan-himpunan

mineral alterasi yang hadir di sumur penelitian adalah:

1. Alunit-kristobalit, zona ini terbentuk pada larutan pH asam, dengan

temperatur berkisar 100-1600 C.

1. Smektit-kristobalit, menunjukkan kisaran temperatur 100-1600 C dan

kondisi pH larutan berkisar 4-5. Pada zona ini, kaolinit dan siderit dapat

hadir.

2. Klorit-smektit-kalsit-anhidrit-zeolit (stilbit, heulandit, laumontit),

menunjukkan temperatur pembentukkan 120– 2200 C pada larutan dengan

pH netral. Pada zona ini gipsum, kalsedon, dan mineral-mineral karbonat

seperti ankerit dan siderite dapat hadir.

3. Serisit ± pirofilit, menunjukkan kisaran temperatur 220-2800 C dan

kondisi pH larutan 4-5.

4. Epidot ± wairakit ± adularia ± prehnit ± aktinolit , menunjukkan

temperatur pembentukkan 250-3000 C pada kondisi pH larutan netral.

Pada zona ini kuarsa sekunder, klorit, dan kalsit dapat hadir.

Alterasi hidrotermal yang hadir pada sumur-sumur penelitian dibedakan menjadi

dua, yaitu: alterasi karena pengendapan langsung larutan hidrotermal pada

rekahan, rongga, pori-pori batuan (direct deposition), dan alterasi karena

penggantian mineral primer oleh mineral sekunder (replacement). Proses

pengendapan langsung mencirikan komposisi larutan hidrotermal yang

membentuk mineral alterasi, sedangkan proses penggantian menunjukkan

interaksi antara larutan hidrotermal dengan batuan (Browne, 1999).

III.3.1 Alterasi Hidrotermal di sumur WWT-1

Sumur WWT-1 adalah sumur yang terletak di lereng barat Gunung Wayang

dengan kemiringan sumur ke arah barat. Berdasarkan hasil analisa petrografi dari

36

31 contoh serbuk bor dan analisa XRD terhadap 3 contoh, terlihat bahwa

himpunan mineral yang hadir adalah:

III.3.1.1 Smektit-kristobalit

Zona smektit-kristobalit muncul di daerah dangkal pada sumur WWT-1, yaitu

kedalaman 12-75 meter dan hadir setempat pada kedalaman 1813-1816 meter.

Pada daerah dangkal zona ini mengubah tuf-litik dan andesit piroksen yang

berasal dari Unit Tuf-lapili dan Lava Andesit-Basalt, sedangkan pada daerah yang

lebih dalam mengubah tuf-lapili yang berasal dari Unit Tuf-lapili dan Andesit.

Intensitas alterasi pada zona ini adalah menengah, berkisar 30-40%.

Zona ini ditunjukkan dengan kehadiran smektit yang mengganti feldspar dan

massadasar pada andesit piroksen, kristobalit hadir mengisi rongga (Gambar

III.4). Pada zona ini kuarsa sekunder dan kalsit juga hadir dengan persentase <3%

sebagai mineral pengisi rongga.

Gambar III.4. Gambar sayatan tipis yang diambil dari sumur WWT-1 kedalaman.72-75

meter

Pada sumur WWT-1 kedalaman 1813-1816 m, Zona Smektit-kristobalit

berasosiasi dengan kaolinit dan oksida besi. Kaolinit hadir mengubah feldspar

dan mengisi rongga pada matriks tuf-lapili, sedangkan oksida besi mengubah

butiran piroksen (Gambar III.5). Selanjutnya zona ini disetarakan dengan zona

argillik berdasarkan Corbert dan Leach (1998).

37

Gambar III.5. Gambar sayatan tipis yang diambil dari sumur WWT-1 kedalaman 1813-

1816 meter

III.3.1.2 Klorit-smektit-kalsit-anhidrit-zeolit (stilbit, heulandit, laumontit)

Zona klorit-smektit-kalsit-kuarsa sekunder-anhidrit-zeolit merupakan zona alterasi

paling tebal pada sumur WWT-1, mulai hadir dari kedalaman 192 hingga 1035

meter di bawah permukaan. Zona ini hadir pada batuan andesit hornblenda,

andesit piroksen, basalt dan tuf-lapili yang berasal dari Unit Tuf-lapili dan Lava

Andesit-Basalt, dan hadir pula pada batuan volkaniklastik yang berasal dari Unit

Breksi Volkanik, Tuf-lapili dan Andesit Piroksen. Intensitas alterasi pada zona ini

berkisar menengah-kuat (40-75%).

Pada sumur WWT-1, zona ini ditunjukkan oleh dominasi kehadiran smektit dan

mineral karbonat yang terdiri dari kalsit, siderit, ankerit. Smektit hadir berkisar 8-

20% sebagai mineral sekunder yang mengisi rongga. Smektit juga hadir

mengubah butiran K-feldspar dan matriks tuf-lapili.

Kalsit sebagian besar mengganti butiran K-feldspar, piroksen, dan matriks tuf-

lapili, tetapi juga hadir mengisi rongga bersama siderit (Gambar III.6). Siderit

(FeCO3) dan Ankerit (Ca (Fe, Mg, Mn) (CO3)2) lebih sering hadir sebagai mineral

pengisi rongga. Pada kedalaman 312-315 m dan 852-855 m, siderit hadir sebagai

veinlet (Gambar III.6). Veinlet dolomit hadir pada kedalaman 439-442 m,

menunjukkan bahwa larutan hidrotermal pada kedalaman tersebut telah diperkaya

oleh unsur Mg.

38

Gambar III.6. Foto sayatan tipis yang memperlihatkan kalsit dan siderit sebagai mineral

pengisi rongga pada andesit, contoh berasal dari sumur WWT-1 kedalaman 432-435 m (1,2); siderit yang hadir sebagai veinlet, contoh berasal dari sumur WWT-1 kedalaman 312-315 m

Mineral sulfat seperti anhidrit dan gipsum juga hadir sebesar 1-5% pada beberapa

kedalaman, yang kehadirannya mengubah mineral K-feldspar. Kalsedon dengan

tekstur botryoidal lebih banyak hadir mengisi rongga. Mineral Calc-silikatyang

hadir pada zona ini adalah stilbit, heulandit dan laumontit. Stilbit dengan ukuran

0.02-0.05 mm dan 0.15-0.35 mm hadir bersama kalsit dan smektit mengubah

massadasar andesit piroksen (Gambar III.7), heulandit mengubah massadasar lava

andesit ,sedangkan laumontit hadir mengisi rongga.

Pada zona ini hadir pula kaolinit secara menerus dari kedalaman 312-1035 m

menunjukkan interaksi dengan larutan yang lebih asam. Kaolinit sebesar 5-10%

lebih sering hadir mengisi rongga pada matriks tuf-lapili (Gambar III.7). Pada

kedalaman 972-975 m hadir pirofilit yang merupakan mineral penciri larutan ber

pH asam. Pirofilit hadir mengubah butiran andesit pada litologi tuf-lapili,

39

Gambar III.7. Foto sayatan tipis di sumur WWT-1 kedalaman 439-442m yang

memperlihatkan kehadiran stilbit dan kalsit yang mengubah massadasar andesit (a,b). kaolinit sebagai mineral pengisi rongga dan kristobalit mengubah butiran plagioklas, contoh diambil dari sumur WWT-1 kedalaman 372-375 m(e,f).

Berdasarkan Corbert dan Leach (1998) Zona Klorit-smektit-kalsit-anhidrit-zeolit

(stilbit, heulandit, laumontit) disetarakan menjadi zona subpropilitik.

III.3.1.3 Epidot ± wairakit ± adularia ± prehnit ± aktinolit

Zona Epidot ± wairakit ± adularia ± prehnit ± aktinolit merupakan zona yang

muncul pada kedalaman1093-1756 m dan 1873-1936 m di bawah permukaan.

Zona ini hadir pada tuf-lapili, tuf, dan andesit yang berasal dari Unit Breksi

Volkanik; serta tuf-lapili dan andesit piroksen dari Unit Tuf-lapili dan Andesit.

Intensitas alterasi adalah menengah hingga sangat kuat (35-85%), dengan

kehadiran epidot, prehnit dan aktinolit yang memiliki rank tinggi sebagai mineral

penciri temperatur tinggi.

40

Epidot pada zona ini mengubah feldspar, piroksen, dan matriks tuf-lapili.. Epidot

hadir sebesar 1-3% pada kedalaman 1093-1753 m dan meningkat menjadi 6-8%

mulai dari kedalaman 1753 m. Wairakit hanya muncul secara setempat sebagai

mineral pengisi rongga, yaitu pada kedalaman 1093-1096 m, 1513-1516 m, 1633-

1636 m, dan 1753-1753 m. Pada kedalaman 1333-1336 m, hadir prehnit sebesar

8-10% sebagai mineral pengisi rongga dan juga mengubah K-feldspar (Gambar

III.8). Kelimpahan kehadiran prehnit pada kedalaman ini berasosiasi dengan

andesit bertekstur trakhitik yang menerobos Unit Tuf-lapili dan Andesit. Aktinolit

pada sumur WWT-1 hanya hadir pada kedalaman 1873-1876 m sebagai mineral

pengisi rongga.

Gambar III.8. Foto sayatan yang menunjukkan epidot dan kuarsa sekunder yang

mengisi rongga, contoh diambil dari sumur WWT-1 kedalaman 1933-1936 m (1,2) Klorit dan epidot mengubah K-feldspar, prehnit mengisi rongga, contoh diambil dari sumur WWT-1 kedalaman 1333-1336 m (3,4).

Pada zona ini mineral yang dihasilkan dari pengendapan langsung larutan

hidrotermal terdiri dari: epidot, wairakit, prehnit, aktinolit, kalsit, dan kuarsa

sekunder. Pada kedalaman 1093 m, 1393 m, 1753 m, hadir urat

41

kuarsa±klorit±epidot yang memotong tuf lapili dan andesit. Urat kalsit juga hadir

pada kedalaman 1693 m, memotong andesit bertekstur trakhitik yang diasumsikan

sebagai batuan terobosan.

Gambar III.9. Zonasi alterasi dan persentase mineral sekunder di sumur WWT-1

Pada kedalaman 1093-1095 m, 1273-1336 m, 1753-1756, dan 1873-1936m, hadir

laumontit yang mengisi rongga, menunjukkan terendapkannya mineral Calc-

silikatyang terbentuk pada suhu yang lebih rendah, yaitu 120-2200 C. Laumontit