APLIKASI METODE MAGNETIK UNTUK MENGETAHUI LUAS

RESERVOIR PANASBUMI BERSUHU TINGGI

Kata kunci: eksplorasi geofisika, survey udara dan bawah permukaan magnetik,

batuan reservoir vulkanik, demagnetisasi hidrotermal, alterasi pada permukaan

dangkal, reservoir bersuhu tinggi

ABSTRAK

Perubahan luas pada reservoir panasbumi yang disebabkan oleh batuan vulkanik

muda dapat diukur dengan survey magnetik. Anomali magnetik banyak

berasosiasi dengan ladang panasbumi di selandia baru dan indonesia dan dapat

diinterpretasikan dalam ketebalan diatas 1 km. Demagnetisasi pada batuan ini

dapat diketahui darihasil penelitian inti, dan disebabkan oleh alterasi hidrotermal

yang berasal dari interaksi fluida/batuan. Model dari demagnetisasi adalah

Wairakei (NZ) dan Kamojang (indonesia) reservoir dapat terlihast dan merupakan

daerah yangproduktif.

Survey magnetik memberikan hasil yang cepat dan ekonomis untuk mengukur

prospek temperatur yang tinggi jika pengukuran dilakukan dari udara. Interpretasi

data geomagnet dapat memberikan gambaran penting dari reservoir. Survey

geomagnet bawah permukaan juga dapat memberikan gambaran tentang alterasi

di permukaan yang dangkal dan dapat digunakan di lapangan untuk mengukur

struktur.

PENDAHULUAN

Hampir semua metode geofisika telah digunakan untuk mengukur sistem

panasbumi, keberhasilan (atau kegagalan) dari masing-masing metode bergantung

pada pengaturan pada pemodelan geologi dan hidrologi sistem panas bumi. Pada

tulisan ini akan dibahas penerapan metode magnetik untuk studi temperatur tinggi

tinggi sistem panasbumi pada batuan vulkanik muda (kuarter). Teknik

pemeriksaan yang dapat digunakan untuk memperkirakan luas reservoir dan untuk

pemetaan alterasi pada permukaan dengan mengacu pada sejarah kasus.

Penerapan metode magnetik untuk menilai suhu kerak, yaitu kedalaman tiitik

Curie (misalnya Laughlin, 1982), yang tidak dibahas di sini.

Ukuran reservoir panasbumi merupakan kendala yang penting untuk setiap model

konseptual panas bumi yang prospek dan untuk penilaian sumber daya.

Kemungkinan lateralis tingkat reservoir panas bumi biasanya dapat dinilai di

medan yang cukup curam dari survei geofisika, karena kontras yang signifikan

dalam parameter fisik ada antara batuan reservoir dan daerah sekitarnya batuan

sebagai akibat dari interaksi fluida/batuan . di banyak prospek panas bumi , cairan

juga mempengaruhi tanah permukaan . Untuk prospek tersebut , ukuran lapangan

panas bumi seringkali dapat diperoleh dari sebuah penelitian dari permukaan,

termasuk pemetaan perubahan tanah.

Namun, di kebanyakan rangkaian gunungapi , a;terasi batuan hidrotermal

tersembunyi oleh vegetasi atau lapisan lapuk , atau ditutupi oleh endapan muda

tephra dan alluvium . Sejak suhu berubah tanah juga menunjukkan parameter fisik

yang berbeda sehubungan dengan orang-orang dari tanah tidak berubah , metode

penyelidikan geofisika dapat digunakan untuk mendeteksi tanah seperti itu bahkan

lokasi tersembunyinya.

Reservoir Panasbumi Bersuhu Tinggi yang Berasal Dari Batuan Vulkanik

Muda

Hampir semua batuan vulkanik bersifat magnetis karena mereka mengandung

sejumlah kecil mineral magnetik utama ( terutama magnetit dan

titanomagnetite ) . Total magnetisasi batuan vulkanik ( dalam kisaran 0,5 sampai

10 Ah ) diberikan oleh penjumlahan vektor diinduksi dan remanen magnetisasi .

Induksi magnetik bergantung pada kerentanan magnetik dari bebatuan ( yang

sebanding dengan fraksi volume magnetik mineral yang ada ) . Kemagnetan

remanen adalah hasilnya dari struktur domain seimbang kompleks dalam mineral

magnetik dan ada bahkan di mana bidang magnetisasi tidak hadir; batu dengan

magnetisasi remanen yang berlawanan arah dengan medan magnet bumi Bumi

disebut batuan ‘magnet terbalik’ . Dalam banyak cairan panas bumi yang

didominasi bidang, proses hidrotermal mengubah magnetit dan titanomagnetite

mineral menjadi hampir bukan magnetik , seperti pirit , leucoxene , atau hematit

( Browne , 1994) . demikian proses menyebabkan batuan vulkanik menjadi

sebagian atau benar-benar mengalami kerusakan magnetik dan signifikan

Sebaliknya magnetisasi terjadi pada reservoir batu dan batu-batu vulkanik berubah

di luar itu .

Anomali magnetik Residual memiliki tebal lapisan ( 0,5-1 km ) dari batuan yang

mengalami kerusakan magnetik di bagian atas reservoir yang bersuhu tinggi

biasanya dapat dikenali dari Data magnetik udara jika wilayah yang lebih luas

sekitar prospek panas bumi juga dicakup oleh survei dan batu tidak memiliki

medan magnet berlawanan arah dengan medan magnet bumi ( usia 20,7 M yr )

terjadi dalam dan diluar reservoir . Algoritma yang cocok untuk Pemodelan

magnetik 3 - D hidrotermal zona demagnetisasi tersedia ( Barnett , 1976) . Dalam

bidang vulkanik besar yang terkait dengan yang disebut " margin aktif " , efek

regional yang lebih dalam tubuh magnetik duduk dapat menyebabkan pergeseran

residual anomali magnetik . Penilaian lapangan regional diperlukan untuk

mendapatkan perwakilan " tingkat nol " nilai untuk Anomali residu bipolar ; ini

dapat diperoleh dari analisa, terisolasi " topografi anomali " luar prospek , atau

secara simultan analisis urutan pertama Anomali residu diamati pada tingkat yang

lebih tinggi dan diperpanjang ke ruang bawah tanah non – magnetik batuan

( Hochstein dan Soengkono , 1994) .

Demagnetisasi batuan vulkanik akibat interaksi fluida/batuan adalah proses yang

kompleks yang tergantung pada parameter yang mengendalikan stabilitas primer

mineral magnetik , seperti pH dan suhu cairan , permeabilitas bersama, gerakan

fluida , dll. Dalam lingkungan pengolsidasi , magnetit bisa stabil yang

menjelaskan mengapa batuan vulkanik reservoir bersuhu tinggi dan pada tingkat

di atas didih dangkal dapat mempertahankanmagnetisasi mereka ( Hochstein dan

Soengkono , 1994) . Di tempat lain batu yang sama membentuk topografi yang

tinggi ( kubah vulkanik ) mungkin sama sekali mengalami kerusakan magnetik

oleh interaksi dengan pada daerah dangkal , asam kondensat sebagai hematite dan

limonite menggantikan mineral primer magnetik.

Demagnetisasi oleh interaksi fluid/batuan panas bersifat kumulatif dan tidak dapat

diubah . batuan mengalami kerusakan magnetik. Oleh karena itu terjadi pada

sistem panas bumi punah , sebuah Fenomena sekarang digunakan untuk

mengeksplorasi deposit mineral epitermal . Demagnetisasi kumulatif sistem aktif

mungkin juga mencerminkan kontrol paleo - permeabilitas dan pola aliran fluida

paleo - bawah permukaan . Dalam beberapa kasus demagnetisasi dapat

mempengaruhi daerah yang luas di luar rese rvoir bersuhu tinggi ini , sehingga

menyebabkan beberapa memiliki pola anomali magnetik ( Hochstein dan

Soengkono ,1994) . Dalam dua sejarah kasus berikut , demagnetisasi jelas terbatas

pada produktif daerah reservoir bersuhu tinggi dan di mana geometri reesrvoir

yang mengalami kerusakan magnetik dapat digunakan untuk model itu .

Lapangan Geothermal Kamojang

The Kamojang Geothermal Field berlokasi di Jawa Barat, Indonesia. Ini adalah

sebuah sistem uap yang didominasi dan diselenggarakan oleh urutan muda,

dominan batuan vulkanik andesitik (Hochstein, 1976; Dench, 1980;. Hibah et ul,

1982). Waduk ini dibatasi oleh tebal (sekitar 300-350m) lapisan kondensat di

mana peningkatan suhu dari sekitar 100 "C di bagian atas sekitar 235" C di

bagian bawah. Sebuah survei magnetik udara dilakukan pada tahun 1986 di

2500m as1 ketinggian (sekitar 900m di atas rata-rata medan),meliputi Kamojang

dan Darajat bidang dekatnya. perwakilan " tingkat nol " nilai residual anomali

diperoleh dari pemodelan topografi ( Suranto , 1987) . Anomali magnetik sisa

lebih lapangan Kamojang disajikan pada Gambar 1 yang menunjukkan rendah

magnet berpusat di lapangan seperti yang digambarkan oleh survei DC -

resistivity . Di Kamojang , di mana kemiringan magnetik adalah sekitar -35 " ,

pusat rendah magnetik telah bergeser utara dari pusat tubuh anomali . Tidak ada

bukti bahwa batu dalam atau di luar reservoir Kamojang memiliki medan magnet

terbalik . Anomali residu tersebut ditafsirkan menggunakan pemodelan magnetik

3 - D ( Soengkono er al . , 1988) . Interpretasi tersebut menunjukkan bahwa

rendah magnet dapat dijelaskan oleh tubuh vulkanik tebal mengalami kerusakan

magnetik dalam bagian selatan lapangan Kamojang ( lihat Gambar 1 ) di

kedalaman di bawah 300.111 ( Gambar 2 ) . Hal ini didukung oleh inti penelitian (

Gambar 3 ) yang menunjukkan bahwa antara sekitar 300 dan kedalaman lOOOm

paling core secara signifikan mengalami kerusakan magnetik . Batuan mengalami

kerusakan magnetik sekarang dalam uap didominasi waduk bawah lapisan

kondensat . Namun, terjadinya lperubahan luas dan vena calc - silikat dalam uap

waduk mendominasi menunjukkan bahwa demagnetisai mengambil tempat ketika

Kamojang adalah sistem cair yang didominasi ( Hochstein dan Soengkono , 1994)

. pnti diambil dari kedalaman 300m dan di bawah kedalaman 900m masih

magnetik .

Figure 1. Residual total force anomaly (solid contours, 20 nT interval) at

2500111 as1 over the Kamojang Geothermal Field, West Java, Indonesia. The

topography is shown by broken contours (interval 200111). The demagnetized

body below 3001x1 depth is outlined by the polygon. Numbered circles are wells

referred to in Figure 3 (from Soengkono et ul., 1988).

Gambar 2. Pemodelan profil anomaliprofil

Dengan asumsi bahwa karakteristik fluida tetap konstan pada tingkat yang sama

pada reservoir, itu dapat disimpulkan bahwa demagnetisasi telah dikendalikan

oleh (paleo-) permeabilitas batuan. ( Soengkono et al. (1988)) mengemukakan

bahwa bagian reservoir Kamojang yang berada di luar tubuh mengalami

kerusakan magnetik, tapi masih dalam resistivitas batas, harus memperlihatkan

permeabilitas rendah. Gambar 4 menunjukkan bahwa reservoir mengalami

kerusakan magnetik meliputi Kamojang borefield dan sumur dengan

produktivitas rendah (yaitu KMJ-9, 13, 25, 12, 7, 20 dan 32) memang terletak

dekat dengan batas model magnetik. waduk pemodelan oleh Saptadji (1987) juga

menunjukkan bahwa permeabilitas batuan vulkanik luar Kamojang borefield

rendah.

Lapangan Geothermal Weirakei

Lapangan Geothermal Wairakei merupakan bagian dari besar sistem air panas

Wairakei-Tauhara yang didominasi dalam Taupo Volcanic Zone (TVZ), Central

North Island, New Zealand. Reservoir panas bumi berdiri di urutan muda, batuan

vulkanik dominan rhyolitic (Steiner, 1977). The Wairakei lapangan telah

dimanfaatkan sejak 1950-an dan sekarang mungkin salah satu yang terbaik

dipelajari sistem panas bumi di dunia. The Wairakei lapangan ditutupi oleh

tingkat rendah (760.111 dpl; sekitar 300 m di atas rata-rata medan) survei

magnetik udara yang dilakukan pada tahun 1984 oleh staf dari Panas Bumi

Institute. Anomali residu tersebut dihitung dengan menghapus bidang normal,

didefinisikan oleh Lapangan International Geomagnetik Reference (IGRF) dari

Malin dan Barraclough (1981), dan mengurangi bidang daerah disebabkan oleh

badan-badan magnetik lebih dalam duduk di bawah TVZ ( Soengkono dan

Hochstein , 1992) . anomali residu disajikan pada Gambar 5 yang menunjukkan

adanya magnet uang rendah yang berbeda di bagian barat laut dari Lapangan

Wairakei seperti yang didefinisikan oleh batas resistivitas . Data pada Gambar 5

juga menunjukkan magnet kedua rendah terkait dengan Tauhara Field, meskipun

bidang ini tidak sepenuhnya tercakup dalam survei . Sebuah magnet tinggi

besar( maks. amplitudo c.400 nT ) terjadi di sebelah selatan - barat dari lapangan ;

ekstensi timur laut yang memisahkan magnetik rendah di bagian barat laut dari

Wairakei lapangan Tauhara Field. Tidak ada bukti dari setiap reversely magnet di

daerah Wairakei . ebuah studi inti dari beberapa sumur dilakukan oleh

Lampoonsub ( 1987) . Ini ( Gambar 6 ) menunjukkan bahwa core diambil dari

bawah permukaan laut (tahun 450 m kedalaman ) hampir nar-benar mengalami

kerusakan magnetik . Beberapa core dari tinggi Tingkat bersifat magnetis dan

tidak sangat dipengaruhi oleh ubahan hidrotermal ; core yang diambil dari bawah

lOOOm mendalam juga telah mempertahankan magnetisasi mereka . Hal serupa

Pola ditemukan di Kamojang di Jawa Barat , Indonesia ( lihat Gambar 3 ) dan di

bidang panas bumi Mokai , sekitar 25 km sebelah utara - barat dari Wairakei

( Soengkono , 1985) .

Sebuah model magnetik 3 - D dari bidang geothermal Wairakei lihat Gambar 5

dan 7 ) dibangun oleh Soengkono dan Hochstein ( 1992) yang mencakup

hidrotermal batuan mengalami kerusakan magnetik sekitar - 500m di bawah

permukaan laut ( 450 - 950 m kedalaman dari permukaan ) . Sebuah riolit

tersembunyi kubah ( Karapiti Rhyolite ) masih mempertahankan magnetisasi nya ;

yang tersembunyi andesit strato volcano besar ke selatan - barat lapangan

Wairakei ( tidak tercapai dalam drillholes ) juga sangat magnetik . Model

magnetik ( Gambar 8 ) menunjukkan bahwa waduk mengalami kerusakan

magnetik meliputi sektor Te Mihi , yang bidang bore Barat utama , dan sektor

selatan Lapangan Wairakei , tetapi lapangan bor timur yang lebih kecil . terdapat

228 dibor di daerah Te Mihi ( Gambar 8 ) merupakan salah satu sumur produksi

yang besar di bidang ini , dengan produksi dari 90 ton / jam uap kering

( Grindley , 1986) . Berdasarkan tekanan , suhu dan konstituen cairan dari sumur

bor dalam Sektor Te Mihi , Grant ( 1982) disimpulkan bahwa besar upflow terjadi

di bawah daerah ini . Dalam keadaan alami cairan panas harus mengalir lateral ke

timur daerah yang sekarang ditempati oleh borefields barat dan timur dan menuju

Geyser Valley ( sekarang disebut Wairakei Valley) . Jika penafsiran ini benar ,

kita bisa menjelaskan kurangnya demagnetisasi di bagian timur lapangan

Wairakei dalam hal ini menjadi wilayah outflow sangat muda . batuan mengalami

kerusakan magnetik memperpanjang juga luar barat tas resistivitas Wairakei ield.

sumur 223 kebohonganlebih ekstensi ini dan memiliki suhu hingga 100 'C pada

600 mendalam. sumur 224, yang terletak di luar batas resistivitas tapi masih

dalam perpanjangan tubuh mengalami kerusakan magnetik, dingin; studi inti

(Lampoonsub, 1987)enunjukkan bahwa batu-batu dari sumur 224 tidak sangat

berubah, tetapi mereka memiliki magnetisasi remanen relatif rendah . Penyebab

remanen rendah primer ini magnetisasi masih belum diketahui.

PEMETAAN ALTERASI DANGKAL

Deteksi pola demagnitisasi hidrotermal dangkal, data magnetik udara biasanya

tidak terlalu berguna, karena sinyal magnet yang terkait dengan seperti dekat

permukaan tubuh anomali agak tipis cepat dilemahkan dengan tinggi badan.

Namun, perubahan permukaan dekat zona sering dapat dideteksi oleh survei

magnetik tanah, terutama ketika gradien medan magnet komponen diukur selama

survei. Fenomena bahwa batuan vulkanik di bagian atas beberapa sistem suhu

tinggi sebagian telah mengalami kerusakan magnetik. Penemuan baru-baru ini.

Tidak ada studi sistematis core dangkal dan singkapan belum dibuat. Jika

magnetit yang stabil dalam lingkungan pengoksidasi, dangkal seperti

demagnetization seharusnya tidak terjadi. Namun, dua kasus sejarah disajikan di

bawah ini menunjukkan bahwa demagnitization daribatuan dangkal umum. Saat

ini kami percaya bahwa Fenomena ini disebabkan terutama oleh proses yang sama

yang menyebabkan demagnetisasi permukaan berdiri tinggi ekstrusi, yaitu

demagnitisasi yang disebabkan oleh asam kondensat penguapan.

Lapangan Geothermal Northern Te Kopia

Lapangan Te Kopia terletak sekitar 25 km sebelah utara timur Wairakei

Geothermal Field. Aktivitas termal hadir hari terdiri dari fumarol, kolam lumpur,

tanah mengepul dan beberapa sumber air panas. Dua sumur eksplorasi yang

mendalam memiliki telah dibor yang menunjukkan bahwa reservoir panas bumi

terletak pada urutan piroklastika rhyolitic dan lava (Bignall, 1991) yang singkapan

di tempat. Tanah pengukuran gradien magnet bersama-sama dengan

Schlumberger resistivitas melintasi (AB / 2 jarak 30 dan 60m) dilakukan pada

tahun 1993 di bagian utara the Kopia lapangan Te (Nguyen Hong Bang, 1993;

Perez-Ramos, 1993). Hasil survei ini disajikan dalam Angka 9a dan 9b. Angka-

angka menunjukkan bahwa rendah jelas nilai resistivitas (110 am untuk AB / 2 =

60m), yang menunjukkan adanya elektrik konduktif diubah tanah, jelas terkait

dengan nilai-nilai rendah gradien magnetik horizontal ( I 4 nT / m ) . Dalam

Angka 9a dan 9b , pola menetas menunjukkan tingkat kemungkinan tanah diubah

yang sekarang tertutup oleh tanah atau tipis lapisan batu apung ; sampel yang

diambil dari kedalaman 1 m acara bahwa perubahan hidrotermal memang terjadi

di bawah tipis penutup tidak berubah . Sebuah daerah kecil dengan magnet rendah

gradien ke utara sumur TK - 2 ( ditunjukkan oleh A di Gambar 9a ) bertepatan

dengan zona jelas tinggi nilai resistivitas ( Gambar 9b ) . Fenomena yang sama

terjadi di bidang Utara Tokaanu - Waihi dan mungkin penjelasan yang diberikan

pada bagian berikut .

Lapangan Geothermal Northern Tokaanu - Waihi

Prospek Tokaanu - Waihi berkembang menjadi lapangan panas bumi yang terletak

di dekat pantai selatan Danau Taupo , sekitar 45 km sebelah barat daya dari

Wairakei Geothermal Field. Daerah ini terutama ditutupi oleh muda arus andesit

dari Tongariro Volcanic Centre ( Grindley , 1960) . Dua wilayah yang lebih luas

dengan hidrotermal aktivitas terjadi di lapangan ini - cadangan termal Tokaanu

okaanu dan daerah termal Hipaua dalam daerah kasar di utara . Selain itu,

beberapa debit air panas terjadi di sepanjang Danau Taupo garis pantai dekat Desa

Waihi

Pengukuran tanah gradien magnetik dan resistivitas melintasi menggunakan AB12

jarak 50 dan Loom yang dilakukan di bagian utara dari Tokaanu – Waihi lapangan

panas bumi pada tahun 1994 ( Munyithya , 1994; Siripongsatian , 1994) . Korelasi

antara jelas resistivitas dan gradien magnetik nilai (Angka 10a dan lob )

menunjukkan pola yang sama dengan yang diamati di Te Kopia ( dibahas pada

bagian sebelumnya ) . Namun,ditafsirkan dekat zona alterasi permukaan ( Gambar

10a dan lob ) tampaknya terkait dengan nilai-nilai yang lebih tinggi dari kedua

gradien magnet dan tahanan jenis semu di dibandingkan dengan di Te Kopia .

Pada Tokaanu - Waihi , daerah dengan perubahan dekat-permukaan yang ditandai

dengan gradien magnetik 120 nT / m dan resistivitas semu 150 n - m . Ada

kemungkinan bahwa perbedaan dalam besarnya gradien magnet dan tahanan jenis

semu dangkal di kedua daerah mencerminkan tingkat mendidih . Pada Te Kopia

suhu mendidih terjadi pada kedalaman dangkal (mungkin 10 sampai 30m )

sedangkan di bawah Hipaua highstanding daerah di Tokaanu - Waihi didih terjadi

pada kedalaman > tenun ( Severne dan Hochstein , 1994).

Ada dua daerah kecil (B dan C pada Gambar loa) dengan gradien magnetik nilai

120 nT / m yang tidak terkait dengan nilai-nilai tahanan jenis semu rendah.

sebagai disebutkan dalam bagian sebelumnya, salah satu daerah tersebut juga

terjadi pada Te Kopia. Sebagai magnetit dan titanomagnetite yang mineral

pertama yang diubah dalam prospek NZ oleh aktivitas hidrotermal (Browne,

1994), adalah mungkinbahwa proses ubahan hidrotermal dangkal memiliki

dimulai di wilayah ini, yang telah mengubah magnetik untuk mineral bukan

magnetik, tapi yang belum menghasilkan jumlah yang cukup mineral lempung

menyebabkan batu ke menjadi konduktif secara elektrik. Dengan demikian,

fenomena tersebut daerah yang lebih kecil dengan rendah gradien magnet tetapi

tinggi nilai tahanan jenis semu dapat mengindikasikan tahap awal alterasi. Suhu

tanah anomali pada 1 m kedalaman lebih dari 1 'C diatas ambient juga terjadi di

daerah B pada Gambar 10a (Munyithya, 1994).

RINGKASAN DAN PEMBAHASAN

Penyelidikan geofisika menggunakan udara magnetik una untuk menilai sejauh

mana lateral banyak reservoir suhu tinggi panas bumi di muda batuan vulkanik.

Survei magnetik udara dapat digunakan dengan cepat menyelidiki daerah prospek

besar dengan akses masalah. Interpretasi sisa udara magnetik anomali sering dapat

memberikan model yang menunjukkan sejauh dari hidrotermal mengalami

kerusakan magnetik batu dan tersembunyi struktur paleo-permeabilitas. Dalam

panas bumi aktif bidang, kehadiran demagnetized tebal dan luas batuan dapat

menunjukkan daerah permeabilitas tinggi dan upflow daerah, seperti yang

ditunjukkan oleh pembahasan dua reservoir T tinggi yang saat ini dieksploitasi

(Wairakei dan Kamojang). Namun, hydrothermal) demagnetization adalah proses

ireversibel dan tubuh mengalami kerusakan magnetik ditafsirkan dari residual

Data magnetik juga mencerminkan aktivitas hidrotermal masa lalu. Studi dari dua

prospek panas bumi NZ (Te Kopia dan Tokaanu-Waihi) menunjukkan bahwa

tanah survei magnetik dapat digunakan untuk mendeteksi dan memetakan

distribusi tersembunyi dekat-permukaan perubahan. Pada Tokaanu-Waihi, termal

diubah tanah di bawah medan curam tidak stabil.