TUGAS I MATA KULIAH EKSPLORASI GEOTHERMAL

Disusun oleh:

Dian Kusumawati

1106050840

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK, 2014

0

Dian Kusumawati1106050840

Revisi UU Panas Bumi

Kenapa UU Panas Bumi perlu direvisi?Rancangan UU Panas Bumi disahkan menjadi UU Panas Bumi. RUU ini merupakan revisi dari UU no. 27 tahun 2003 Panas Bumi. UU Panas Bumi tersebut direvisi sebab, dalam UU yang lama pengusahaan Panas Bumi dikategorikan sebagai kegiatan penambangan. Namun sebagian besar lahan panas bumi berada di hutan yang tidak boleh digunakan untuk kegiatan pertambangan, sehingga terbentur dengan UU Kehutanan. Hal ini dapat menghambat pengusahaan panas bumi di Indonesia.

Pasal 1 UU No.27 tahun 2003 tentang panas bumi sebelum direvisi: Panas bumi merupakan sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan.

Dibagian apa saja yang direvisi?Revisi UU Panas Bumi no. 27 meliputi beberapa poin berikut:Kegiatan pengembangan panas bumi tidak dikategorikan ke dalam kegiatan penambangan sehingga memiliki kekuatan hukum untuk bisa dilakukan di kawasan hutan.Pembinaan, pengawasan dan pelelangan pada izin usaha panas bumi yang dahullu dilakukan oleh pemerintah daerah, sekarang dilakukan oleh pemerintah pusat. Menurut regulasi yang baru, pengembang panas bumi memberikan bonus produksi secara langsung ke pemerintah daerah dan pemanfaatan langsung panas bumi untuk nonlistrik yang diserahkan ke pemerintah daerah sebagai tambahan pendapatan asli daerah (PAD).

Setelah disahkan apakah benar yang direvisi dan yang ingin direvisi sama?Ya

Apakah implikasinya setelah dilakukan revisi?Pengusahaan pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat dilakukan di wilayah hutan maupun hutan konservasi.

Revisi ini akan menarik investor, sebab selain tidak lagi terbentur dengan konservasi hutan, biaya energi listrik untuk PLTP dinaikan sesuai dengan peraturan menteri ESDM no. 17 tahun 2014 tentang pembelian tenaga listrik dari PLTP dan uap panas bumi.

Biaya yang dikenakan dibagi berdasarkan wilayah:Wilayah 1 US$ 11-15 sen/ kWhWilayah 2 US$ 17-23 sen/ kWhWilayah 3 US$ 25-29 sen/ kWh Dewanto, Kelik. http://www.antaranews.com/berita/450306/dpr-setuju-ruu-panas-bumi-jadi-undang-undang, diakses 9 September 2014 pukul 19:55.Lelyemin, Petrus. Katadata.co.id/en/node/2237, diakses 9 September 2014 pukul 15:30.

1

Resum Encyclopedia of Vocanics Bab 49: Geothermal System dan Bab 50: Surface Manifestasion of Geothermal System with Vulcanic Heat Sources.

GEOTHERMAL SYSTEM

I Resource locations and types

Sumber daya geotermal terbanyak berada di wilayah yang memiliki heat flow yang tinggi dan sirkulasi fluida yang cukup kuat. Umumnya wilayah tersebut berada dekat atau disepanjang daerah tektonik konvergen, transform plate boundary, spreading center, rift dan hot spot.

Sepuluh negara penghasil listrik terbesar menggunakan SDA geotermal, berada di wilayah vulkanik yang aktif. Tingkat efektivitas produksi listrik menggunakan geotermal pada negara-negara tersebut juga dipengaruhi oleh tingkat teknologi, tingkat energi dan ekonomi. Sistem geotermal dapat dikategorikan menjadi lima. Tiga sistem pertama mengeksploitasi SDA yang sudah ada, disebut sistem hidrotermal. Dua sistem berikutnya membutuhkan usaha untuk memompa fluida ke dalam tanah dan memompa kembali keluar untuk mendapatkan kalor. Sistem geotermal tersebut antara lain:

1. Sistem young igneous Berhubungan dengan quaternary volcanism dan intrusi magma. Umumnya 95 % aktivitas vukanik berada pada perbatasan lempeng dan hotspot. Fluida dari sistem ini mendapatkan panas dari magma yang mengkristal. Sistem geotermal ini memiliki suhu yang paling panas (≤370ᵒC) dengan kedalaman reservoir umumnya ≤1,5 km.

2. Sistem tektonik Sistem ini memiliki heat flow yang tinggi namun sama sekali tidak berkaitan dengan aktivitas pembekuan batuan beku. Sistem ini dapat berada pada lingkungan backarc, daerah tektonik, daerah pertemuan lempeng dan di zona patahan. Fluida akan masuk ke dalam kerak dan naik melalui zona retakan dengan mengalirkan panas. Sistem tektonik yang mampu menghasilkan energi biasanya memiliki suhu reservoir ≤250ᵒC dan pada kedalaman ≥1,5 km.

3. Sistem geopressured Sistem ini ditemukan di daerah basin sedimen di mana terjadi longsoran dan pengendapan lapisan tanah berfluida. Pengendapan tanah ini membentuk reservoir panas dan bertekanan tinggi. Sumur yang digali pada sistem ini menghasilkan tekanan artesian, seismisitas dan heat flow rendah sampai normal. Kebanyakan dari sistem ini menyerupai sumur migas. Sumur geotermal dengan sistem geopressured membutuhkan pengeboran yang lebih dalam dibandingkan dua sistem sebelumnya. Suhu dan kedalaman berkisar antara 50 sampai 190ᵒC dan 1,5 sampai 3 km.

4. Sistem hot dry rock Sistem ini mengeksploitasi panas yang terkandung pada batuan rendah porositas dan impermeable. Patahan tidak secara alami ada pada reservoir, namun dibuat. Kemudian air dipompa ke dalam reservoir dengan sumur injeksi, melewati patahan, dan keluar melewati sumur produksi. Sistem ini telah dikembangkan di beberapa negara seperti, Amerika Serikat, Perancis dan Jepang, namun tidak satupun yang memadai untuk produksi komersial. Sebab faktor biaya yang tinggi, dan cenderung terjadi kebocoran saat memompa air ke dalam reservoir. Suhu dan kedalaman sistem ini berkisar antara 120 sampai 225ᵒC dan 2 sampai 4 km.

2

5. Sistem magma tap Sistem ini melakukan pemboran ke magma dengan kedalaman dangkal, memasang heat exchanger dan melakukan sirkulasi fluida melewati heat exchanger untuk mendapatkan panas. Eksperimen ini pernah dilakukan di Hawaii, namun material yang tahan panas dan korosi membutuhkan biaya yang tinggi. Suhu dari magma dangkal ≤1200ᵒC.

II Heat flow in the earth

Panas mengalir dengan tiga cara, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam geotermal, mekanisme aliran panas yang penting yaitu konduksi dan konveksi. Secara umum, persamaan konduksi aliran panas, q, yaitu

q=k dTdz

Dengan: k = konduktivitas termal batuan, T = temperatur, dT/dz = gradient geotermal (ᵒC/km). Satuan dari aliran kalor yaitu mWm-2 dan HFU (heat flow unit, 1 HFU = 41,8 mWm-2). Konduktivitas termal batuan bervariasi. Secara khusus ≤3,5 W/m, namun bergantung pada temperatur. Sebagai contoh, k untuk batuan kristalin pada suhu 250C adalah 20 % lebih kecil dibandingkan pada suhu 25 C. Batuan kristalin tidak memiliki pori-pori, dan lebih konduktif dibandingkan batuan sedimen yang kaya air (≤ 1 W/m). Konduktivitas termal juga dipengaruhi oleh permeabilitas, densitas fracture, dan alterasi hidrotermal.

Sebagian besar produksi panas di bumi dihasilkan oleh gaya gravitasi yang kemudian mengalir melalui mantel bumi dan kerak bumi. Sebagian kecilnya dihasilkan oleh peluruhan unsur radioaktif, yaitu U, Th dan K. Unsur tersebut banyak berada di lempeng benua yang berumur lebih tua. Batuan Granitic Crystalline cukup banyak mengadung unsur radioaktif, dan berkontribusi Δq sebesar 0,5 sampai 2,5 mWm-2 per ketebalan kerak 1 km, atau 5% sampai 10% dari total aliran panas lempeng benua yang berumur lebih tua. Batuan sedimen berkontribusi Δq sebesar 0,2 sampai 1 mW/m-2, bergantung pada kandungan air. Batuan ultramafic kaya Mg- dan Fe- seperti yang ada pada batuan mantel, berkontribusi Δq sebesar ≤0,01 mWm-2. Jadi, panas yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif hanya ada pada wilayah tertentu.

Secara umum, q pada kerak bumi bervariasi. Konduksi aliran panas (q) bernilai tinggi pada daerah yang dekat dengan zona magma, zona tektonik dan kerak dengan ketebalan relatif tipis. Sedangkan q bernilai rendah pada kerak benua yang berumur lebih tua. Nilai dT/dz mempengaruhi nilai q.

Mekanisme aliran panas secara konveksi, seperti pergerakan air atau magma yang membawa panas ke permukaan bumi, lebih efektif daripada konduksi. Air yang lebih dingin pada kerak bumi bergerak ke bawah, kemudian terpanaskan. Air yang lebih panas memiliki massa jenis yang lebih rendah, maka cenderung naik ke permukaan pada kerak bumi. Pergerakan air ini dapat terjadi pada reservoir geotermal dan dapat juga menimbulkan manifestasi di permukaan bumi, seperti geyser, fumaroles dan mata air panas. Persamaan yang menjelaskan konveksi cukup sulit karena melibatkan hukum kekekalan energi, massa dan momentum. Selain itu separasi zat air berwujud uap dan cair juga diperhitungkan. Informasi porositas, permeabilitas dan lapisan batuan diperlukan untuk menentukan karakteristik aliran dan kapasitas penyimpasan fluida pada reservoir.

3

III Heat content and heat flow of magmatic intrusions

Magma memiliki panas yang dapat dilepaskan saat mendingin. Sebagai contoh saat magma mendingin dari suhu 850 ke 300 C, sekitar 960 J/g kalor dilepaskan. Jika 1 km3 magma memiliki massa 2,5 ao 15 g, maka panas yang dilapaskan saat mendingin ke 300 C dari 850 C adalah 2,4 10 18 J. Heat flow pada dapur magma dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur emplacement, kedalaman dan waktu. Untuk volume magma yang besar, surface heat flow q dalam fungsi waktu, setelah terjadinya intrusi, dapat dinyatakan dalam persamaan:

q (t )=T c k (πKt )−1/2exp (−z

2

4 πt) (2)

di mana z = kedalaman hingga ke ujung atas magma (m), Tc = suhu intrusi dikurangi suhu ambient, k = konduktivitas termal dari batuan disekitar dan K = termal diffusivity dari magma. Heat flow

maksimum yang dapat dicapai yaitu qmax≈0,5T i k /z, dicapai pada t= z2

2K≈0,016 z2, Ti adalah

emplacement temperatur. Kedalaman emplacement yang lebih dangkal, menaikan q max dan menurunkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai maksimum.

Perhitungan di atas didasarkan atas asumsi: (1) transfer panas di sekitar magma memakai proses konduksi; (2) tahap pemanasan awal dari magma dan batuan diabaikan; (3) pengisian kembali dapur magma oleh magma baru, diabaikan; (4) perpindahan panas dari sirkulasi air tanah, diabaikan. Fluida dari hidrotermal dapat menransfer panas secara konveksi. Laju perpindahan panas secara konveksi, lebih cepat dibandingkan konduksi. Laju perpindahan panas dipengaruhi oleh kedalaman dari daerah sirkulasi fluida, suhu reservoir dan massa aliran fluida yang masuk ke sistem.

IV Conceptual models of geothermal systems A. Model young igneous

4

Meteoric water merembes ke dalam tanah dan dipanaskan oleh intrusi magma. Fluida tersebut terpanaskan, mengalami sirkulasi dan bercampur dengan unsur-unsur kimia seperti Cl, F, Br, B, SO4, HCO3, silika dan logam terlarut. Gas dari magma seperti H2O, CO2, sulfur, HCl dan sebagainya ikut tercampur ke dalam fluida. Fluida tersebut menjadi neutral-chloride. Densitas dari fluida menurun, sehingga fluida naik ke permukaan tanah. Alterasi mineral dan vein terbentuk dekat batuan reservoir. Seringkali fluida yang terbentuk terpanaskan, lalu naik melalui fracture hingga ke level mendidih dan membentuk fase gas yang mengandung uap dan gas-gas nonkondensasi. Gas ini keluar melalui fumarole. Lalu gas ini terkondensasi kembali dan tercampur dengan meteoric water. H2S teroksidasi menjadi asam sulfur. Asam sulfur yang terbentuk mengalterasi batuan dan menghasilkan mata air asam sulfat. Oleh karena topografi dan gradien hidrotermal, fluida mengalir menjauhi puncak gunung api membentuk hydrothermal outflow plumes. Sehingga pada jarak yang cukup jauh dari sumber panas terbentuk mata air yang mengandung neutral chloride. Larutan acid-sulfate chloride terbentuk apabila larutan neutral chloride bercampur dengan larutan acid sulfate. Jika intrusi magma, sebagian besar telah terkristalisasi maka pengaruh dari gas yang berasal dari magma, tidak terlalu berdampak.

B. Model tectonic

Gaya tektonik mengakibatkan perubahan pada kerak, meliputi terbentuknya patahan dan graben. Gaya tektonik juga mengakibatkan material mantel naik ke kerak bumi, pada kedalaman yang dangkal. Fenomena ini mengakibatkan gradien termal meningkat dan munculnya anomaly heat flow. Basin terbentuk akibat gaya tektonik. Basin tersebut akan meningkatkan gradien termal karena berisi deposit sedimen konduktif. Air tanah masuk ke dalam graben dan membentuk reservoir. Terjadi juga reaksi kimia akibat interaksi batuan dengan air pada suhu tertentu. Air atau fluida terpanaskan dan naik ke permukaan. Fumarol terbentuk di dekat daerah patahan dan menjadi zona upflow dari sistem.

C. Sistem vapor-dominated (a)Sistem ini memiliki lapisan impermeabel sebagai cap. Air dalam bentuk uap mengisi rekahan dan patahan pada reservoir. Temperature dan tekanan meningkat dari permukaan sampai

5

cap rock. Pada reservoir temperatur dan tekanan konstan dan naik kembali setelah melewati batuan impermeabel di bagian bawah. Sistem ini memiliki keuntungan, sebab semua uap yang keluar dari sumur produksi dapat langsung digunakan untuk menggerakan turbin. Namun, air yang keluar agak sulit untuk diinjeksikan kembali. Recharge air dalam bentuk cair, terhambat oleh lapisan impermeabel cap rock.

D. Sistem liquid-dominated (b)Untuk sistem ini, fase air didominasi oleh cairan. Namun terdapat gelembung-gelembung uap dalam jumlah yang sedikit. Injeksi air tidak sesulit pada sistem vapor dominated. Pada reservoir dari sistem ini, tekanan naik secara linear dan temperatur berada di atau kurang dari kurva titik didih. Ditemukan mata air panas dan geyser ppabila laju upflow dari sistem tinggi. Reservoir dari sistem liquid dominated memiliki suhu maksimal ≤370 C. Fluida yang dihasilkan dari sumur produksi harus di-flash-kan sehingga menjadi uap untuk turbin.

V Geotermal fluid characteristic and depositsA. Gas chemistry

Gas pada sistem geotermal terbentuk dari reaksi antara sirkulasi air (uap) dengan batuan pada reservoir. Gas-gas yang mudah menguap akan dilepaskan. Pada fluida di muka sumur, ditemukan gas nonkondensasi. Gas tersebut lebih banyak ditemukan pada sistem vapour dominated dibandingkan pada liquid dominated. Sebab gas-gas yang mudah menguao tersebut cenderung dibawa oleh uap. Gas yang dihasilkan pada geotermal dengan sistem vapour dominated dan liquid dominated, kurang lebih kandungannya sama. Batuan reservoir biasanya menentukan jenis kandungan gas yang keluar. Reservoir yang berada di batuan karbonat atau batuan vulkanik cenderung menghasilkan gas yang kaya akan CO2. Reservoir yang berada pada batuan berlempung, menghasilkan gas yang kaya akan

6

komponen organik (N2, CH4, H2S). Kandungan gas nonkondensasi yang keluar dari fumarole, umumnya menyerupai kandungan gas yang dihasilkan reservoir.

B. Water chemistryC. Chemical geothermometersD. Water origin and system agesE. Hydrothermal alteration and mineral deposits

VI Geothermal developmentA. Exploration

Tahap eksplorasi dimulai dengan mencari area yang menampilkan manifestasi geotermal, atau dapat juga dilakukan evaluasi terhadap gunung vulkanik berumur muda. Kemudian dilakukan perhitungan untuk menentukan temperatur pada lapisan subsurface dan reservoir yang mungkin ada, dengan cara survey geokimia (mengambil sampel fluida). Setelah area prospek telah ditentukan, dilakukan pendekatan lebih detil dengan cara menentukan usia dan struktur dari reservoir, kedalaman reservoir, karakteristik fluida, jalur-jalur rekahan dan model konseptual yang menyerupai. Setelah model dibuat, dilakukan pengeboran untuk mengkonfirmasi ada atau tidaknya reservoir dan mengkonfirmasi temperaturnya. Pengeboran eksplorasi, biasanya dilakukan dengan membuat 1 sampai 5 sumur kedalaman kurang dari 1,5 km, bergantung dari dana dsb. Log sumur memberikan informasi profil temperature-kedalaman, ketinggian air, tekanan, zona-zona prospek untuk produksi dsb. Core hasil pengeboran berguna untuk informasi stratigrafi, alterasi mineral, pola patahan dan porositas batuan. Jika ditemui fluida bersuhu tinggi, sampel tersebut dapat digunakan untuk mengetahui parameter reservoir dan sifat fluida (korosif atau tidak). Hasil penelitian subsurface digabungkan dengan pengamatan geologi sekitar, kemudian dibuat model sistem geotermal. Model ini dipakai untuk strategi keuangan dsb.

B. ProductionArea prospek yang masuk ke tahap pengembangan disebut dengan geothermal field. Pada tahap pemerintah/ perusahaan melakukan pembelian lahan dan menyelesaikan masalah perizinan. Lalu, strategi pengembangan dimulai dengan menentukan berapa besar daya yang kira-kira akan dibuat untuk tahap pertama. Dilakukan pengeboran sumur-sumur. Setelah selesai, setiap sumur diuji untuk menentukan entalpi fluida, mass flow rate dsb. Apabila sumur telah menghasilkan energi, ekspansi pengeboran sumur dapat dilakukan dengan menambah sumur-sumur baru sehingga meningkatkan daya pembangkit listrik. Namun hal ini bergantung pada keuangan.

C. Power generationSkema sederhana pembangkit listrik dapat dilihat pada gambar di bawah. Sistem geotermal vapor dominated lebih disukai sebab, uap yang dihasilkan dapat langsung digunakan pada turbin tanpa banyak perawatan yang harus dilakukan. Di sisi lain, pambangkit listrik pada sistem geotermal liquid dominated, dirancang dengan menambahkan separator uap. Sebab pada sistem liquid dominated, misalkan pada reservoir dengan suhu di atas 200 C, fluida

7

perlu dipanaskan dahulu hingga suhu maksimal untuk menendang turbin. Pemanasan dilakukan di separator uap.

D. DeclineSeiring berjalannya waktu, daya dari pembangkit listrik geotermal dapat menurun oleh berbagai faktor. Strategi yang dilakukan yaitu dengan menginjeksikan kembali fluida yang keluar, untuk mempertahankan tekanan reservoir. Fluida juga berasal dari limbah perkotaan yang telah diolah. Untuk mempertahankan daya yang dihasilkan dalam waktu yang lama (>30 tahun), diperlukan adanya keseimbangan antara fluida yang keluar dengan fluida yang masuk ke sistem.

E. Nonelectrical usesGeotermal dapat juga digunakan untuk keperluan diluar pembangkit listrik. Geotermal dengan suhu sedang hingga rendah, dapat dimanfaatkan secara langsung pada pemandian air panas, perhotelan, rumah kaca, pembudidayaan ikan/ reptile dsb.

F. MonitoringDisamping monitoring reservoir dan pembangkit listrik, dilakukan juga monitoring terhadap emisi ke atmosfer dan air tanah, perubahan terhadap sifat kimia fluida, kandungan panas pada fluida produksi, perubahan geologi sekitar seperti sesar, sungai, gunung api disekitar dst.

VII Environmental and safety issues

Meskipun pembangkit energi geotermal tidak separah dengan pembangkit energi fosil, namun dalam beberapa kasus dijumpai gangguan terhadap lingkungan yang dilaporkan dan ditemukan. Umumnya pada tahap pengembangan lapangan geotermal, antara lain:

1. Polusi H2S ke atmosfer2. Polusi air yang mengandung garam-garaman ke air tanah3. Ledakan hidrotermal4. Longsoran

8

5. Gangguan pada reservoir, penurunan tanah6. Gempabumi dan ancaman bahaya gunung api.

SURFACE MANIFESTATIONS OF GEOTHERMAL SYSTEM WITH VOLCANIC HEAT SOURCE

I Pendahuluan

Sistem geotermal dapat dibedakan menjadi tiga tipe yaitu: sistem vulkanik, sistem hidrotermal dan sistem vukanik-hidrotermal. Transfer panas pada sistem hidrotermal didominasi oleh medium fluida yang berasal dari resapan air hujan. Untuk sistem vulkanik, transfer panas didominasi oleh medium magma dan gas magma. Fluida magma yang naik ke atas, dapat tercampur dengan air hujan yang terserap ke dalam tanah. Aliran panas yang mengalir secara konveksi pada campuran fluida ini merupakan ciri khas pada sistem vulkanik-hidrotermal. Manifestasi dari sistem geotermal biasanya mencerminkan tipe dari reservoir geotermal di bawahnya.

II Manifestations of volcanic-hydrothermal and affiliated systems

A. Manifestasions of volcanic-hydrothermal systemsSistem ini dibatasi pada gunung berapi tipe strato atau yang disebut dengan young caldera. Sistem ini memiliki manifestasi berupa solfatara, fumarol, mata air panas dan danau yang bersifat asam, dan sungai yang bersifat asam. Solfatara memiliki lubang yang mengeluarkan gas dan uap. Gas dan uap yang dikeluarkan mendepositkan materi kimia seperti sulfur di sekitar lubang dan gas CO2, H2S. Selain sulfur, manifestasi ini juga mengeluarkan mineral sulfat. Lalu, asam-asam tersebut mengalami kondensasi, secara bertahap menjadi netral akibat berinteraksi dengan batuan sekitar dan membentuk smectite. Sama seperti solfatara, fumarol memiliki lubang yang mengeluarkan semburan gas yang berubah menjadi uap panas. Fumarol mengeluarkan semburan uap panas yang tidak mengandung gas-gas kimia. Namun untuk sistem vulkanik-hidrotermal, semburan uap fumarol mengandung gas-gas kimia yang berasal dari magma (HF, HCl dan SO2) dalam jumlah sedikit. Jika komponen magma dominan temperatur fumarol mencapai >130 C. Jika komponen hidrotermal dominan temperature fumarol mencapai <130 C. Gas-gas kimia yang berasal dari magma yang terkondensasi pada kedalaman dangkal akan menghasilkan acid water. Acid water naik ke permukaan menjadi danau dan mata air panas yang bersifat asam.

B. Manifestations of quasi volcanic-hydrothermal systemsSistem quasi vulkanik-hidrotermal terbentuk ketika aliran dari gas magma menurun dan sistem vulkanik-hidrotermal menjadi sistem geotermal bertemperatur tinggi. Sumber panas pada sistem ini berasal dari rembesan air tanah yang mengenai unsur pluton yang mendingin. Manifestasi dari sistem ini agak berbeda dengan sistem vulkanik-hidrotermal. Pada sistem ini solfatara hanya manghasilkan sedikit sulfur dan fumarol tidak menghasilkan gas-gas vulkanik yang korosif.

III Manifestation of high temperature systems

Manifestasi baik aktif dan tidak aktif dari sistem geotermal dengan temperatur tinggi dapat dikelompokan menjadi tiga berdasarkan topografi dan sumber panas:

9

A. Manifestasi sistem hidrotermal yang berada pada gunung vulkanik (sumber panas berupa unsur pluton yang mendingin).Sistem ini dibagi lagi menjadi tiga kelompok berdasarkan ciri khas dari reservoir dan permeabilitas. Permeabilitas batuan dikelompokan menjadi tiga yaitu low, moderate, dan high. Nilai permeabilitas rata-rata (k) dari ketiga kelompok di atas memiliki nilai <1, 3 sampai 10, dan > 10 milidarcy ( 1 milidarcy sama dengan 10 -15 m2). Jika nilai k dari batuan reservoir tinggi namun batuan di area recharge moderate maka sistem digolongkan ke dalam sistem liquid dominated. Jika nilai k untuk batuan reservoir dan batuan di sekitar area recharge moderate maka sistem yang terbentuk yaitu sistem dua fase. Untuk nilai k dari batuan reservoir tinggi namun nilai k pada batuan sekitar rendah maka sistem yang terbentuk sistem vapour dominated.

- Manifestasi dari sistem liquid dominated

- Manifestasi dari sistem alami dua fase

10

- Manifestasi dari sistem vapor dominated

B. Manifestasi dari sistem hidrotermal yang berada pada medan yang datar dengan sumber panas berasal dari kerak.Energi panas dari sistem ini berasal dari lapisan panas kerak bumi. Reservoir dengan sistem ini, antara lain:- Manifestasi dari sistem bertemperatur tinggi yang berada pada medan cukup datar

dengan sumber panas batuan kerak bumi.

11

Medan pada sistem ini relatif datar dan tidak curam, karena itu zona discharge dari sistem ini cenderung tidak dipengaruhi oleh relief. Outflow cukup jarang sebab gradient tekanan horisontal cukup kecil (medan datar). Gambar di atas adalah contoh gambar sistem liquid dominated yang berada pada medan datar. Sumber panas berasal dari lapisan kerak bumi (lelehan dan intrusi batuan).

- Manifestasi sistem bertemperatur tinggi pada daerah crustal spreading.

- Manifestasi sistem bertemperatur tinggi dengan batuan reservoir berupa batuan sedimen.

C. Manifestasi pada sistem temperatur tinggi yang berada pada batuan kerak di area tumbukan lempeng.Sumber panas untuk sistem reservoir bertemperatur tinggi pada umumnya berasal dari pergerakan lelehan mantel bumi bagian atas dan fluida. Hal ini dapat dilihat dari isotop 3He. Rasio 3He/ 4He atau disebut sebagai R, dapat memperlihatkan adanya indikasi pengaruh dari lapisan subcrustal pada reservoir bertemperatur tinggi. Untuk reservoir dengan temperatur tinggi, memiliki rasio R yang lebih besar dibandingkan reservoir dengan temperatur rendah (reservoir yang berada jauh dari pinggiran pelat yang aktif dan gunung api). Rasio R tersebut diperoleh dari gas yang dikeluarkan reservoir. Namun di sisi lain, ada reservoir bertemperatur tinggi (batuan induk berupa batuan sedimen atau metamorf) yang memiliki nilai rasio R yang rendah. Nilai rasio R yang rendah kemungkinan karena sumber panas sistem ini berasal dari pergerakan dan tumbukan lempeng.

IV Manifestasion of intermediet and low temperature system

Sistem ini umunya berada di sepanjang dan diluar active plate margin. Oleh karena temperatur yang rendah dan less buoyant fluid, output dari sistem ini (manifestasi) cukup jarang. Semua sistem geotermal dengan temperature sedang memiliki reservoir liquid dominated. Fumarol dan steaming ground tidak terdapat pada sistem ini, namun mata air beberapakali dijumpai dengan temperarur fluida dibawah titik didih. Pada umumnya sistem dengan temperatur sedang dibagi menjadi beberapa kelompok, seperti berikut:

- Sistem yang berada pada daerah busur vulkanik aktif dan inaktif (contohnya: sistem dengan batuan induk batuan vulkanik).

- Sistem “heat-sweep” yang berada pada daerah rift dan pertermuan antar pelat.- Sistem dengan zona rekahan yang memiliki batuan induk batuan sedimen atau

metamorf.A. Sistem bertemperatur sedang yang berada pada daerah busur vulkanik

Sistem dengan temperatur sedang yang berada pada daerah vulkanik, beberapa saja ditemui. Sebab daerah vulkanik didominasi oleh sistem bertemperatur tinggi (1: 10 di Selandia Baru dan di Sumatra). Kemungkinan beberapa dari sistem bertemperatur sedang merupakan sistem bertemperatur tinggi yang mengalami penurunan dalam hal sumber

12

panas. Sistem dengan temperatur sedang yang masih aktif yaitu ditemui di Horohoro dan Atiamuri (NZ). Manifestasi dari sistem tersebut terbilang jarang.

B. Sistem “heat-sweep”Sistem dari “heat-sweep” dibagi menjadi dua, yaitu sistem yang berada pada daerah active rift dan yang berada pada daerah tumbukan pelat. Batuan induk dari sistem ini dapat berupa batuan sedimen atau batuan vulkanik. Zona rekahan dapat terbentuk pada sistem ini. Namun rekahan yang terbentuk tidak berkaitan dengan aktivitas vulkanik, tapi lebih karena pengaruh heat flow yang tinggi.

C. Sistem zona rekahanSistem “heat-sweep” dapat berada pada medan cukup datar. Jika fluida dapat naik ke permukaan dikarenakan adanya permeabilitas zona rekahan yang tinggi dan heat flux yang tinggi, maka sistem ini dinamakan sistem zona rekahan. Heat flux yang tinggi berasal dari batuan granit yang mengeluarkan radiogenic heat. Umumnya manifestasi dari sistem ini didominasi oleh mata air panas, dan beberapa hot pools. Alterasi batuan di sekitar jarang ditemui.

13

D. Manifestasi dari sistem bertemperatur rendahSistem dengan temperature rendah merupakan sistem yang memiliki heat-sweep yang kecil. Manifestasi dari sistem ini biasanya mengeluarkan mata air dengan temperatur hangat ( T< 40C) dan kadangkali manifestasi mata air panas (T>40 C) tanpa alterasi dan deposit mineral (kecuali travertine). Secara permodelan numerik, sistem dengan temperatur rendah memiliki umur yang lebih panjang daripada sistem lainnya. Perkembangan arus konveksi pada sistem temperatur rendah dapat mencapai jutaan tahun, namun untuk sistem temperatur tinggi aliran arus konveksi hanya mencapai 10000 tahun. Selain itu, temperatur yang rendah mengakibatkan deposit mineral lambat dan tidak memblok saluran aliran fluida sehingga umur sistem lebih panjang.

V Classification of manifestasion

Manifestasi dari sistem geotermal dapat dikelompokan berdasarkan mode-mode heat discharge, antara lain:

- Diffusive heat discharge- Direct and continuous heat discharge- Intermittent heat discharge- Catastrophic heat discharge- Heat discharge associated with seepage

Manifestasi yang berkaitan dengan mode-mode tersebut telah diurutkan pada tabel di bawah ini.

14

VI Surface alteration and deposits

VII Perspective

15