Part 3 : Manifestasi permukaan dari sistem geotermal dengan sumber panasnya adalah Volcanic

 

Model konseptual dari sistem volcanic hidrotermal dengan berasosiasi karekateristik manifestasi permukaan. Model ini berdasarkan sistem Suretimeat (Vanuatu) tetapi menunjukkan tipikal fitur selain sistem volcanic-hidrotermal ( garis putus – putus T1 dan T2 merepresentasikan kontur isotermal dari 150 C dan 350 C (Modifikasi Hochstein dan Sudarman, 1993).

Conceptual model of a volcanic hydrothermal system with associated characteristic surface manifestations. The model is based on the Suretimeat system (Vanuatu) but shows features typical of other volcanic–hydrothermal systems (broken lines with T1 and T2 represent inferred isotherms for 150C and 350C, respectively). (Modified from Hochstein and Sudarman, 1993.)

II. Manifestasi dari Sistem Vulkanik–Hidrotermal dan Sistem Terkait

Dalam sistem vulkanik aktif, fluida magmatik yang naik sering bercampur dengan air meteorik yang menyelimuti. Sistem vulkanik–hidrotermal seperti ini baru-baru ini dikenali sebagai jenis sistem geotermal yang terpisah, berdasarkan ciri-ciri isotopik khas dari fluida mereka.

Kemungkinan besar, sebagian besar sistem vulkanik memiliki fluida hidrotermal yang menyelimuti.
Sebagai contoh, bahkan gas panas (±500°C) yang dilepaskan dari Gunung White Island di Selandia Baru mengandung komponen fluida magmatik dan sekunder (non-magmatik).

 

🔄 Proses Terbentuknya Manifestasi Geotermal 

🧨 1. Pelepasan Panas dan Gas dari Reservoir Magma.Di kedalaman, magma panas melepaskan gas-gas magmatik seperti:

• Uap air (H₂O)
• Karbon dioksida (CO₂)
• Hidrogen sulfida (H₂S)
• Sulfur dioksida (SO₂)
• Asam klorida (HCl), asam fluorida (HF)

🕳️ 2. Naiknya Gas dan Uap melalui Conduit Zone

• Gas dan uap naik melalui saluran rekahan (conduit).
• Tekanan tinggi mendorong fluida ke atas.
• Di sepanjang jalur ini, fluida bisa bercampur dengan air meteorik (air tanah dari hujan).

🧱 3. Interaksi dengan Self-Sealing Zone

• Di zona ini, fluida panas bereaksi dengan batuan → membentuk mineral alterasi seperti silika dan alunit.
• Mineral ini menyumbat pori batuan → menciptakan zona tertutup yang menjaga tekanan dan suhu.

💧 4. Kondensasi di Near-Surface (Condensation Zone)

• Saat uap mendekati permukaan, suhu turun → uap mengembun menjadi cairan asam.
• Cairan ini sangat korosif dan mengandung komponen magmatik.

Sistem vulkanik–hidrotermal umumnya terbatas pada stratovolcano atau kaldera muda, dan menunjukkan manifestasi permukaan khas yang terzonasi secara spasial terhadap pusat vulkaniknya. Manifestasi tersebut meliputi:

• Solfatara
• Fumarol
• Danau asam panas
• Mata air panas asam (mengeluarkan air sulfat dan sulfat-klorida)
• Aliran asam (jarang terjadi)

Di elevasi yang lebih rendah, terdapat mata air panas minor yang dapat mengeluarkan air dengan pH netral, klorida, atau kadang-kadang bikarbonat-klorida.

1. Solfatara

Istilah solfatara berasal dari nama lokal, kemungkinan dari Phlegrean Fields (Italia Selatan), sebuah sistem vulkanik–hidrotermal aktif dalam kaldera yang pernah dijelaskan oleh Pliny the Elder. Solfatara mengendapkan sulfur dalam jumlah besar di sekitar ventilasinya dan mengeluarkan uap, CO₂, dan H₂S (jarang SO₂).

Ketika kondensat asam berinteraksi dengan batuan inang dan menjadi lebih netral, dapat terbentuk smektit.
Namun, proses alterasi ini bersifat destruktif, dan silika amorf yang terendapkan sebagai residu silika berasal dari pelindian batuan sekitarnya.

2. Fumarol

Istilah fumarol digunakan untuk menggambarkan ventilasi yang mengeluarkan uap yang berubah menjadi steam.
Istilah ini pertama kali digunakan oleh St. Claire Deville pada 1850-an untuk mengklasifikasikan fitur pelepasan gas vulkanik.
Istilah ini tidak spesifik, dan harus dijelaskan berdasarkan:

• Suhu pelepasan
• Kecepatan gas
• Komposisi gas

Fumarol pada sistem vulkanik–hidrotermal dapat mengeluarkan uap dengan kecepatan tinggi (±150 m/s), yang mengandung gas magmatik agresif seperti HF, HCl, dan SO₂.

• Jika komponen magmatik dominan (dengan SO₂), suhu fumarol bisa mencapai >130°C (contoh: Kawah Ijen).
• Jika komponen hidrotermal dominan (dengan H₂S), suhu biasanya <130°C (contoh: Biliran).

 3. Danau dan Mata Air Asam

Uap dan sebagian besar gas magmatik mengembun di kedalaman dangkal atau larut dalam air meteorik, menghasilkan air asam yang dapat keluar sebagai:

• Danau kawah asam panas (contoh: Kawah Ijen)
• Mata air panas asam, terutama saat aliran uap tinggi

Kondensat dekat permukaan dapat mengalir sebagai aliran asam, khas dari sistem vulkanik–hidrotermal, seperti di lereng luar Sorik Marapi (Sumatra).
Air ini biasanya memiliki pH sekitar 2, dan leaching sangat umum terjadi.
Laju pelepasan hingga 200 kg/s telah dilaporkan untuk satu aliran asam di Sorik Marapi, meskipun laju yang lebih rendah (beberapa kg/s) lebih umum.

4.  Zona Netralisasi dan Reservoir

Kondensat asam bergerak menuruni lereng dan bercampur dengan air tanah dangkal, sering kali dalam perched aquifer dan menjadi netral secara bertahap melalui interaksi fluida/batuan.

Contoh:

• Mata air asam hangat di lereng bawah menunjukkan pH lebih tinggi, seperti di Tangkuban Prahu (Jawa) dan Nevado del Ruiz (Kolombia)
• Netralisasi cepat terjadi saat kondensat asam melewati batuan kapur, seperti di Sibayak (Sumatra)

Sebagian besar sistem vulkanik–hidrotermal dikelilingi oleh reservoir berisi air pH netral, yang dapat memiliki struktur seperti "toroid" (ditunjukkan dalam Gambar atas).
Struktur ini telah dibor di:

• Biliran (Filipina)
• Sulphur Springs (St. Lucia)

Reservoir ini memiliki inti asam berdiameter kecil (±1 km), sedangkan inti yang lebih besar (±7 km) kemungkinan ada di Nevado del Ruiz, dengan buffer fluida dua fase (air panas + uap) yang memisahkannya dari air klorida netral di reservoir luar.

Permeabilitas rendah dari batuan reservoir menjelaskan rendahnya laju pelepasan mata air klorida di lereng bawah.