AGU2019, Evaluasi Isi sistem hidrotermal Lusi

April 30, 2019

Seri Ceramah/Kuliah Umum di Fakultas Geologi UNPAD, Maret 2019

ISU: Secara berkelanjutan fenomana Lusi terus mendapatkan perhatian di Dunia, dengan perkembangan terkini Lusi sebagai sistem hidrotermal pada sedimen merupakan hibrida antara mud volcano dari volkanisme sedimen dengan geyser gunungapi.

Judul dan Makalah Ilmiah online Lusi yang ditampilkan akan dipresentasikan lisan dan poster pada pertemuan tahunan EGU 2019 April 2019. Makalah LUSI merupakan rangkaian Kerjasama LUSI LAB (Konsorsium Eropa) bekerjasama dengan BPLS dilanjutkan PPLS sejak tahun 2018.

Merupakan koleksi Lusi library&Virtual Museum 2018 kelanjutan Web Lusi Library:Knowledge Managemen 2010 dibangun oleh Hardi Prasetyo, mantan Pimpinan BPLS 2007-207 merangkap “Sceintific Manager” melalui Lusi Research Network (LRN 2011).

Judul Sesi Khusus LUSI pada AGU 2019

Sistem-sistem hidrotermal  ke mud volcano: stuktur, evolusi dan pemantauan pada pembubungan aktiv dan purba

From hydrothermal systems to mud volcanoes: structure, evolution and monitoring of active and fossil piercements 

Ringkasan:

 

Sistem hidrotermal,  gunung lumpur, lingkungan hibrida (Hydrothermal systems, mud volcanoes, hybrid environments) seperti sistem hidrotermal pada sedimen dan struktur pembubungan (sediment-hosted hydrothermal systems and piercement structures) secara umum merupakan di antara fenomena geologis paling spektakuler di Bumi  ini.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa struktur tersebut telah memainkan peran kunci pada evolusi planet kita dan siklus kehidupan selama beberapa era geologis (in the evolution of our planet and the cycles of life during several geological eras).

Pembubungan aktif (Active piercements) biasanya ditandai dengan sistem pipa berakar dalam dan reaksi geokimia yang kompleks (y deep-rooted plumbing systems and complex geochemical reactions ) di mana kehidupan dapat beradaptasi untuk berkembang di lingkungan yang sangat ekstrim (where life can adapt to thrive in extremely harsh environments)  menjadikannya sasaran ideal untuk eksplorasi biosfer yang dalam (making them ideal targets for deep biosphere exploration). Sinyal geofisika yang terkait dengan lingkungan seperti itu seringkali ambigu dan sulit ditafsirkan.

Tekanan pori yang meningkat sering ditemui di kedalaman dan laju aliran yang tinggi *The elevated pore pressures often encountered at depth and the high flow rates) menjadikan struktur ini laboratorium alami yang ideal untuk menangkap prekursor peristiwa seismik dan secara dinamis memicu proses geologis (make these structures ideal natural laboratories to capture precursors of seismic events and dynamically triggered geological processes). Struktur pier cement sering dilaporkan untuk merespons gempa bumi dan pemaksaan dari luar (to respond to earthquakes and external forcing).

Sesi ini menyambut kontribusi dari studi geofisika, geokimia, mikroba, geologi, numerik dan laboratorium untuk mempromosikan pemahaman yang lebih baik tentang fenomena piercement yang purba dan modern. Secara khusus ditampilkan berbagai studi yang terkait denan:

1) penyelidikan mengendalikan struktur geologi yang sudah ada (investigations controlling pre-existing geological structures);

2) reaksi geokimia yang terjadi pada kedalaman dan di permukaan (he geochemical reactions occurring at depth and at the surface ) termasuk studi mikrobiologi (including microbiological studies);

3) penyelidikan sistem tersebut dengan metode geofisika;

4) studi eksperimental dan numerik;

5) survei dan pemantauan kedudukan dan lingkungan ini untuk mempelajari dinamika sistem yang punah dari yang aktif (to learn the dynamics of the extinct systems from the active ones);

6) studi piercement purba serta pengaruhnya terhadap iklim purba

 

 

Sumber: https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2019/orals/32736

Orals

GMPV3.4
Co-organized as BG4.6
Convener: Matteo Lupi Co-convener: Adriano Mazzini

 Orals 

Fri, 12 Apr, 08:30–10:15

 Posters 

Attendance Fri, 12 Apr, 10:45–12:30

Hall X2

Friday, 12 April 2019 | Room -2.91

Chairperson: Adriano Mazzini
08:30–08:45 |
EGU2019-2325
Highlight
Monia Procesi, Giancarlo Ciotoli, Adriano Mazzini, and Giuseppe Etiope
Geophysical Research Abstracts
Vol. 21, EGU2019-15421, 2019
EGU General Assembly 2019
.
Hydrothermal vent complexes acting as preferential fluid migration
pathway: a comparative study of the NE Atlantic and Indonesia
Ben Manton (1), Sverre Planke (1,2), John Millett (1), Dmitry Zastrozhnov (1), Adriano Mazzini (2), Philipp
Muller (2), and Reidun Myklebust (3)
(1) Volcanic Basin Petroleum Research (VBPR), Oslo, Norway (ben@vbpr.no), (2) Centre for Earth Evolution and Dynamics
(CEED), Department of Geosciences, University of Oslo, Norway, (3) TGS, Asker, Norway
Hydrothermal vent complexes are common in volcanic sedimentary basins world-wide. The vent complexes have commonly formed in edimentary basins affected by large igneous provinces due to widespread sill emplacement into organic-rich shales, which caused devolatilization in sill ureoles. The activity of these vents could have contributed to trigger drastic climate changes and extinction events through the Earth history. Continental break-up of the NE Atlantic during the Paleocene to earliest Eocene led to the formation of thousands of hydrothermal vent
complexes ultimately leading to the rapid climate changes of the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM).
Thousands of these hydrothermal vents are scattered within the Møre and Vøring basins where sills and connected vertical conduits are identified respectively as high amplitude reflections and chaotic reflection zones.
The north east Java sedimentary basin comprises potential modern analogues for fluid flow-related structures triggered by hydrothermal activity. The spectacular Lusi eruption, ongoing in north east Java since 2006, represents a unique modern analogue of the hydrothermal vent complexes from the geological past. Lusi is fueled by magmatic intrusions and hydrothermal fluids migrating from 4.5 km depth from the neighboring Arjuno-Welirang volcanic complex. Less than 10 km away from Lusi is the buried Porong structure. This kilometers-scaled vent is interpreted as the evidence of a similar palaeo hydrothermal vent activity characterizing the area.
Here we present a comparative study of these vent complexes based on 2D and 3D seismic data offshore Norway and onshore Indonesia.
The key features that characterize these hydrothermal vent systems are analyzed and compared within a broad context to investigate the mechanisms of fluids migration. The analyzed hydrothermal vents are characterized by distinctive eye-shaped geometries in the upper part, consisting of craters or depressions with mound-like geometries above.
The conduits between the sills and the vents are characterized by disrupted seismic reflections and surrounded by inward dipping reflections. The shallow amplitude anomalies are interpreted to be caused by gas due to their vertically clustered geometries, the ‘soft’ nature of some of the anomalies, and the widespread occurrence of gas in the basin. Mounds suggest that sediments were later remobilized due to fluid flow. These features occur directly above the vents, suggesting that fluids migrated preferentially through the underlying hydrothermal vent complexes. The interpreted fluid flow features show the importance of hydrothermal vent complexes for fluid overpressure development in basins and for potential migration of hydrocarbons from deep structures to shallow reservoirs. The shallow seismic anomalies furthermore suggest that the vent complexes have been reused for focused fluid flow for millions of years after their initial formation.
Ben Manton, Sverre Planke, John Millett, Dmitry Zastrozhnov, Adriano Mazzini, Philipp Muller, and Reidun Myklebust
09:15–09:30 |
EGU2019-18752
Álvaro Osorio, Guillaume Mauri, Adriano Mazzini, and Stephen Miller
09:30–09:45 |
EGU2019-15779
Alexandra Zaputlyaeva, Adriano Mazzini, Martin Blumenberg, Georg Scheeder, and Wolfram Michael Kürschner
09:45–10:00 |
EGU2019-18780
Karin Andreassen, Henry Patton, Sunil Vadakkepuliyambatta, Pavel Serov, Alun Hubbard, and Monica Winsborrow
10:00–10:15 |
EGU2019-7879
Ondřej Krýza, Petr Brož, Susan Conway, Jan Raack, Manish Patel, Matt Balme, Adriano Mazziny, Ernst Hauber, and Matthew Sylvest

Posters

GMPV3.4
Co-organized as BG4.6
Convener: Matteo Lupi Co-convener: Adriano Mazzini

 Posters 

Attendance Fri, 12 Apr, 10:45–12:30
Chairperson: Adriano Mazzini
X2.344 |
EGU2019-13878
Lena Ray, Bettina Scheu, Cristian Montanaro, Shane Cronin, and Candice Bardsley
X2.345 |
EGU2019-3608
Natalia Kharitonova, Anna Korzun, Ivan Bragin, Vasily Lavrushin, George Chelnokov, and Anna Demonova
X2.346 |
EGU2019-8835
Maren Walter, Andreas Türke, René Neuholz, Bernhard Schnetger, Jürgen Sültenfuß, and Sharon Walker
X2.347 |
EGU2019-12832
Guillaume Mauri, Matteo Lupi, Alesssandra Sciarra, Karyono Karyono, Stephen A. Miller, Riccardo Minetto, and Adriano Mazzini
X2.348 |
EGU2019-11159
Highlight
Adriano Mazzini, Alessandra Sciarra, Giuseppe Etiope, Alwi Husein, and Henrik Svensen
X2.349 |
EGU2019-17547
Alessandra Sciarra, Livio Ruggiero, Adriano Mazzini, Stefano Graziani, Giovanni Romeo, Giuseppe Di Stefano, Sabina Bigi, and Alwi Hussein
X2.350 |
EGU2019-312
Walter Menapace, Deborah Tangunan, Michael Maas, Christoph Vogt, and Achim Kopf
X2.352 |
EGU2019-12233
Di Luo, Feng Cai, Qing Li, Yunbao Sun, and Ang Li
X2.353 |
EGU2019-6091
Alexey L. Sobisevich, Irina N. Puzich, and Zalim I. Dudarov

AGU 2019 Manton Komplek vent hidrotermal Atlantik dan Lusi

Maret 30, 2019

SERI EGU 2019 EDISI KHUSUS LUSI: PRESENTASI LISAN DAN POSTER

Slide1

Abstrak Penelitian Geofisika Vol. 21, EGU2019-15421, 2019

Kompleks vent hidrotermal bertindak sebagai jalur migrasi fluida terpilih: studi perbandingan Timurlaut Atlantik dan Indonesia

Hydrothermal vent complexes acting as preferential fluid migration pathway: a comparative study of the NE Atlantic and Indonesia

Ben Manton (1), Sverre Planke (1,2), John Millett (1), Dmitry Zastrozhnov (1), Adriano Mazzini (2), Philipp
Muller (2), and Reidun Myklebust (3)
(1) Volcanic Basin Petroleum Research (VBPR), Oslo, Norway (ben@vbpr.no), (2) Centre for Earth Evolution and Dynamics
(CEED), Department of Geosciences, University of Oslo, Norway, (3) TGS, Asker, Norway
 

Dikontribusikan oleh: Hardi Prasetyo, Mantan Pimpinan BPLS 2007-2017

Untuk Geyser Lusi Library & Virtual Museum

c8604-slide10

Tinjauan Cepat Abstrak

  • Hal umum terkait keberadaan kompleks vent hidrotermal (Hydrothermal vent) pada cekungan sedimen vulkanik di seluruh dunia (volcanic sedimentary basins).

Kompleks vent hidrotermal (Hydrothermal vent) merupakan suatu yang umum di cekungan sedimen vulkanik di seluruh dunia (volcanic sedimentary basins).

Kompleks vent biasanya terbentuk di cekungan sedimen yang dipengaruhi oleh provinsi batuan beku besar (in sedimentary basins affected by large igneous provinces) karena sebaran sill yang luas pada serpih yang kaya material organik (due to widespread sill emplacement into organic-rich shales), selanjutnya menyebabkan devolatilisasi pada ureoles sill.

Aktivitas vent ini bisa berkontribusi untuk memicu perubahan iklim yang drastis dan peristiwa kepunahan melalui sejarah Bumi.

Perpecahan benua dari Atlantik timurlaut selama Paleosen sampai Eosen paling awal menyebabkan pembentukan ribuan komplek vent hidrotermal yang akhirnya mengarah pada perubahan iklim yang cepat dari Paleosen-Eosen Maksumum Termal Thermal (PETM).

Ribuan lubang hidrotermal ini tersebar di dalam cekungan Møre dan Vøring di mana sill dan saluran vertikal yang terhubung diidentifikasi masing-masing sebagai pemantul amplitudo tinggi dan zona refleksi tidak beraturan.

Analogi modern Lusi

Cekungan sedimen Jawa timur laut terdiri dari potensi analog modern untuk struktur terkait aliran fluida yang dipicu oleh aktivitas hidrotermal.

Semburan Lusi yang spektakuler, yang berlangsung di Jawa timur laut sejak 2006, merupakan analog modern yang unik dari komplek vent hidrotermal dari masa geologis lalu.

Lusi telah ditenagai oleh fenomena intrusi magmatik dan cairan hidrotermal yang bermigrasi dari kedalaman 4,5 km dari kompleks vulkanik Arjuno-Welirang yang bertetangga.

Dengan jarak kurang dari 10 km dari Lusi terdapat struktur Porong yang terkubur. Vent dengan skala kilometer ini diinterpretasikan sebagai suatu bukti dari aktivitas hidrothermal purba serupa yang menjadi ciri daerah tersebut.

Kompratif komplek vent di lepas pantai Norwegia dan Daratan Lusi

Di sini disajikan studi komparatif dari kompleks vent ini berdasarkan data seismik 2D dan 3D di lepas pantai Norwegia dan di daratan Indonesia.

Fitur utama yang menjadi ciri sistem vent hidrotermal ini dianalisis dan dibandingkan dalam konteks luas untuk menyelidiki mekanisme migrasi cairan.

Vent hidrotermal yang dianalisis ditandai dengan geometri berbentuk mata yang khas di bagian atas, yang terdiri dari kawah atau depresi dengan geometri mirip gundukan di atas.

Saluran antara sill dan vent ditandai dengan pantulan seismik yang terganggu dan dikelilingi oleh pemantul seimik yang miring ke dalam. Anomali amplitudo dangkal ditafsirkan disebabkan oleh gas karena geometri yang terkelompok secara vertikal, sifat ‘lunak’ beberapa anomali, dan meluasnya keberadaan gas di cekungan.

Gundukan menunjukkan bahwa sedimen kemudian dimobilisasi karena aliran fluida.

Fitur-fitur ini terjadi tepat di atas vent, menunjukkan bahwa cairan bermigrasi secara istimewa melalui kompleks vent hidrotermal yang mendasarinya.

Fitur aliran fluida yang diinterpretasikan menunjukkan pentingnya kompleks vent hidrotermal untuk pengembangan tekanan berlebih fluida di cekungan dan untuk migrasi potensial hidrokarbon dari struktur dalam ke reservoir dangkal.

Anomali seismik dangkal selanjutnya menunjukkan bahwa kompleks vent telah digunakan kembali untuk aliran fluida terfokus selama jutaan tahun setelah pembentukan awal mereka.

Abstract

Hydrothermal vent complexes acting as preferential fluid migration pathway: a comparative study of the NE Atlantic and Indonesia
Ben Manton (1), Sverre Planke (1,2), John Millett (1), Dmitry Zastrozhnov (1), Adriano Mazzini (2), Philipp
Muller (2), and Reidun Myklebust (3)
(1) Volcanic Basin Petroleum Research (VBPR), Oslo, Norway (ben@vbpr.no), (2) Centre for Earth Evolution and Dynamics
(CEED), Department of Geosciences, University of Oslo, Norway, (3) TGS, Asker, Norway

efa13-slide19

Hydrothermal vent complexes are common in volcanic sedimentary basins world-wide. The vent complexes have commonly formed in sedimentary basins affected by large igneous provinces due to widespread sill emplacement into organic-rich shales, which caused devolatilization in sill ureoles.

The activity of these vents could have contributed to trigger drastic climate changes and extinction events through the Earth history. Continental break-up of the NE Atlantic during the Paleocene to earliest Eocene led to the formation of thousands of hydrothermal vent
complexes ultimately leading to the rapid climate changes of the Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM).

Thousands of these hydrothermal vents are scattered within the Møre and Vøring basins where sills and connected vertical conduits are identified respectively as high amplitude reflections and chaotic reflection zones.

The north east Java sedimentary basin comprises potential modern analogues for fluid flow-related structures triggered by hydrothermal activity. The spectacular Lusi eruption, ongoing in north east Java since 2006, represents a unique modern analogue of the hydrothermal vent complexes from the geological past.

Lusi is fueled by magmatic intrusions and hydrothermal fluids migrating from 4.5 km depth from the neighboring Arjuno-Welirang volcanic complex. Less than 10 km away from Lusi is the buried Porong structure. This kilometers-scaled vent is interpreted as the evidence of a similar palaeo hydrothermal vent activity characterizing the area. Here we present a comparative study of these vent complexes based on 2D and 3D seismic data offshore Norway and onshore Indonesia.

The key features that characterize these hydrothermal vent systems are analyzed and compared within a broad context to investigate the mechanisms of fluids migration.

The analyzed hydrothermal vents are characterized by distinctive eye-shaped geometries in the upper part, consisting of craters or depressions with mound-like geometries above. The conduits between the sills and the vents are characterized by disrupted seismic reflections and surrounded by inward dipping reflections. The shallow amplitude anomalies are interpreted to be caused by gas due to their vertically clustered geometries, the ‘soft’ nature of some of the anomalies, and the widespread occurrence of gas in the basin.

Mounds suggest that sediments were later remobilized due to fluid flow. These features occur directly above the vents, suggesting that fluids migrated preferentially through the underlying hydrothermal vent complexes.

The interpreted fluid flow features show the importance of hydrothermal vent complexes for fluid overpressure development in basins and for potential migration of hydrocarbons from deep structures to shallow reservoirs. The shallow seismic anomalies furthermore suggest that the vent complexes have been reused for focused fluid flow for millions of years after their initial formation.

Pemaknaan Paradigma Baru Geyser Lusi sistem hidrotermal pada sedimen

Maret 28, 2019

PARADIGMA GEYSER LUSI 2012 MAKALAH TERKAIT:

GEOLUSI-VIDEO

Sebagai “baseline” paradigma baru Lusi sebagai Sistem Hidrotermal pada sedimen Berhubungan dengan Gunungapi Arjuno-Welirang. Merupakan sistem hibrida antara Geyser Volcano (Yellow Stone) dan Mud Volcano dari volkanisme sedimen (Cekungan Kaspia)

Mazzini 2011 A link between Lusi and the volcanic complex? Insights from gas geochemistry

Slide114e3e-slide17

Adriano Mazzini, Simposium Internasional Ilmiah Lusi

25-26 Mei 2011, di Lusi dan Surabaya

Dilaksanakan oleh BPLS-HSF

Mazzini 2012 Suatu skenario baru hidrotermal untuk semburan Lusi 2006, Indonesia. Dilihat dari geokimia gas

2012 MAZZINI1

Sumber: Prasetyo Lusi Library Mazzini‎ > ‎2012_Preview

KESIMPULAN 

Sistem Lusi lebih dalam dari asumsi sebelumnya dan fluida adalah termogenik dihasilkan dari batuan-batuan sumberpada kedalaman lebih dari 4 km (antara  lain Formasi Ngimbang).

Komposisi molekul dan isotop (molecular and isotopic composition) dari alkali hidrokarbon (hydrocarbon alkanes), karbon dioksida dan helium, dikombinasikan dengan plot kematangan(maturity plot) dan pemodelan pembentukan gas termogenik (thermogenic gas formation modelling).

Mengindikasikan bahwa sistem Lusi (Lusi’s system) lebih dalam daripada yang diasumsikan sebelumnya.

Sedangkan fluida adalah termogenik dihasilkan dari batuan-batuan sumber (fluids  are  thermogenically produced in source rocks) dengan kedalaman lebih dari 4 km, yaitu Formasi Ngimbang (e.g. Ngimbang Fm.).

Terjadinya alterasi panas (thermal alteration)dari hidrokarbon atau material organik

Keseimbingan isotop CO2 (b−14‰) dan CH4-CO2 pada temparatur di atas 200oC, memberikan kepercayaan bahwa alterasi panas  berlangsung diatas 200oC.

Sehingga ditentukan bahwa terjadinya alterasi panas (thermal alteration) berasal dari hidrokarbon atau material organik (hydrocarbons or organic matter).

Isotopik CO2 dan keseimbangan CH4-CO2 pada temperatur diatas 200oC memberikan pendapat, bahwa telah berlangsung alterasi panas dari hidrokarbon atau material organik.

Tanda-tanda magmatik helium, mendukung intrusi berkedudukan dalam berasal dari komplek magmatik Arjuno-Welirang

Adanya tanda-tanda yang kuat dari magmatik helium (helium magmatic signature R/Ra: 5.3) lebih jauh lagi mendukung hipotesa bahwa intrusi berkedudukan dalam (a deeper sited intrusions) berasal dari komplek magmatik Arjuno-Welirang yang lokasinya berdekatan.

Selanjutnya telah mempengaruhi batuan-batuan sumber dan reservoir (source and reservoir rocks).

Gradien panasbumi yang tinggi mendukung pertumbuhan struktur pembubungan

Skenario ini bisa menjelaskan adanya gradien panas bumi lokal yang tinggi (local high geothermal gradient) itu akan berada pada kesepakatan dengan adanya pertumbuhan struktur pembubungan (growing piercement structure) sebagaimana yang dapat diamati pada penampang seismik dari 80an (Mazzini et al., 2009).

Sistem panasbumi Lusi ditandai anomali panas dalam pengendali utama pembangkitan CO2 dari serpih marin

Pada sistem hidrotermal Lusi (Lusi hydrothermal system) suatu anomali panas dalam (a deep heat anomaly)tampaknya sebagai pengendali utama.

Pembangkitan CO2 dari material organik (serpih marin), membentuk tekanan berlebih dalam (deep over-pressure), dan alterasi reservoir dalam (altering deep hydrocarbon reservoirs).

Pendapat terhadap kurang tepatnya Lusi sebagai mud volcano yang tradisional, daripada suatu sedimen-tempat sistem panas bumiyang besar

Pada aspek ini, istilah ”mud volcano” untuk Lusi bisa menjadi menyesatkan (misleading) dan Lusi tidak dapat merepresentasikan suatu contoh dari lahirnya mud volcano tradisional (Lusi cannot be a representative example of the birth of a traditional mud volcano).

Sebagai tambahan Lusi merupakan bagian dari suatu sedimen-tempat sistem panas bumi yang besar (a larger sediment-hosted hydrothermal system) berhubungan dengan komplek gunungapi didekatnya pada bagian barat lautnya.

Fluida dalam bermigrasi ke atas dan memobilisasi serpih dangkal yang telah berada pada kondisi overpressure

Fluida dalam (deep fluids) selanjutnya bermigrasi ke atas (migrated upward) dan memobilisasi serpih yang lebih dangkal (mobilised the shallower shales).

Serpih ini sudah berada pada titik kritis, kondisi tekanan berlebih (overpressured conditions), dimana sangat umum di daerah ini, sebagaimana diperlihatkan oleh volkanisme lumpur (mud volcanism).

Prediksi durasi kehidupan Lusi harus memperhatikan penumpukan tekanan fluida di komplek magmatik, aktivitas kegempaan, dan reaktivasi Patahan Watukosek

Durasi kehidupan Lusi (Lusi’s longevity) mungkin berkaitan dengan evolusi dan penumpukan tekanan fluida (evolution and fluid pressure build-up) di komplek magmatik Arjuno-Welirang.

Slide25

SARI MAKALAH

Semburan gas dan lumpur terjadi sepanjang Patahan Watukosek

Pada 29 Mei 2006 tiba-tiba muncul semburan gas dan lumpur sepanjang patahan Watukosek (Watukosek fault)  di timurlaut Jawa, Indonesia.

Dalam waktu beberapa minggu selanjutnya, banyak desa-desa yang  telah ditenggelamkan oleh lumpur mendidih (submerged by boiling mud). Selanjutnya lokasi semburan utama disebut sebagai Lusi.

Sampai November 2011 (saat makalah ditulis) Lusi masih tetap aktif dan suatu daerah seluas sekitar 7 km2 atau 7 hektar telah ditutupi oleh breksi lumpur (mud breccia).

Misteri Lusi mud volcano: mekanisme dan pemicu semburan, sumber air, asal usul gas

mekanisme yang bertanggung jawab terhadap semburan yang merusak ini (devastating eruption) masih belum jelas.

Sedangkan telah menjadi kesepakatan dikalangan ahli kebumian, adalah tentang asal usul dari lumpur yang disemburkan (origin of the erupted mud).

Sementara itu sumber air tidak jelas, asal usul gas tidak diketahui, dan pemicu semburan tetap diperdebatkan.

Penyelidikan baru isotop molekul komposisi gas untuk mengungkap misteri Lusi

Untuk pencerahan terhadap konstrain tersebut, pada perioda tahun 2006-2011. Penulis (Mazzini dkk.) telah melaksanakan suatu penyelidikan baru.

Dengan melakukan analisis contoh terhadap komposisi gas dengan metoda molekul dan isotop (molecular and isotopic composition of gas sampled).

Contoh diambil dari beberapa pusat semburan Lusi (Lusi vents), di sekitar mud volcano, dekat lapangan gas Wunut (natural gas field), dan pada kawah hidrotermal (hydrothermal vents) di dekat komplek volkanik (volcanic complex).

Zona kawah didominasi gas CO2, dan lokasi semburan di sekitar zona kawah didominasi CH4 yang dingin

Fluida mendidih (boiling fluids) yang disemburkan (the boiling fluids erupted) pada zona kawah (crater zone), tampaknya di dominasi CO2.

Sedangkan dominasi CH4 lebih dingin (colder CH4-dominated) dan C2-C3 yang dikandung fluida diidentifikasikan pada beberapa lokasi semburan di sekitar zona kawah (crater zone).

Kandungan hidrokarbon adalah termogenik berasal dari batuan sumber dalam (> 4.400m) antara lain Formasi Ngimbang

Hasil analisis diagram genetik gas (Gas  genetic diagrams), plot kematangan (maturity plots) dan pemodelan pembentukan gas (gas  generation modelling) telah menunjukkan bahwa hidrokarbon adalah jenis termogegik (the  hydrocarbons are thermogenic) (δ13C1 > − 35‰; δ13C2 >−20‰).

Telah diuraikan dari kerogen marin dengan nilai kematangan sekurang-kurangnya 1,5%Ro.

Selanjutnya ditafsirkan antara lain dari batuan sumber dalam (> 4400m) Formasi Ngimbang (deep Ngimbang source  rocks).

Pada tiga lokasi diluar kawah utama diketemukan tanda-tanda sumber inorganik berasosiasi dengan selubung Helium

CO2 yang dilepaskan dari kawah dan rembesan di sekitar kawah utama juga termogenik  (δ13C  from − 15  to  − 24‰)  terkait dengan kerogen dekarboksilasi (kerogen decarboxylation) atau oksidasi panas CH4 (thermal CH4 oxidation).

Berlangsung pada batuan dalam (deep rocks), sedangkan tiga kawah yang diluar kawah utama menunjukkan tanda-tanda sumber inorganik (inorganic signature− 7.5‰ b δ13C= −0.5‰) berasosiasi dengan Helium selubung (to mantle helium R/Ra > 6.5).

Tingginya temperatur keseimbangan CO2-CO4 sebesar 200–400 C bersumber lebih dalam dari lumpur Kalibeng

Tingginya temperatur keseimbangan (equilibrium temperatures) CO2-CO4 sebesar 200–400 °C merupakan ciri hidrokarbon yang terubah atau material organik (of thermally altered hydrocarbons or organic matter).

Evaluasi data menunjukkan bahwa sumber utama organik terubah (thermally altered organic sources) untuk gas yang disemburkan (erupted gases), bersumber lebih dalam (deeper sourced) daripada lumpur dan air dari serpih Kalibeng Atas (Upper Kalibeng shales).

Skenario sistem berasal dari intrusi magmatik dan aliran fluida panasbumi dari kedudukan dalam >400Om

Hasil tersebut konsisten dengan suatu skenario bahwa sumber dari kedudukan dalam (scenario of deep seated >4000m).

Terkait instrusi magmatik (magmatic intrusions) dan fluida hidrotermal (hydrothermal fluids) yang bertanggung jawab untuk meningkatkan panas.

Selanjutnya merubah batuan sumber dan/atau reservoir gas (altered source rocks and/or gas reservoirs).

Genesis dan evulusi dipengaruhi oleh komplek magmatik Arjuno dan tingginya aktivitas kegempaan

Komplek magmatik Arjuno (magmatic Arjuno complex) yang bertetangga dan sistem tekanan-fluidanya (fluid–pressure system) dikombinasi dengan tingginya aktivitas kegempaan (high seismic activity) telah memainkan peran kunci pada genesis dan evolusi Lusi (Lusi genesis and evolution).

Paradigma baru Lusi sebagai sisem tempat sedimen panas bumi daripada sistem mud volcano yang konvensional

Dalam kerangka model yang baru ini, Lusi lebih baik dipahami sebagai suatu sedimen induk sistem panas bumi (sediment-hosted hydrothermal system) daripada wujud suatu mud volcano.

Identifikasi Isu Kritis: Lusi mud volcano?

Asal mula gas, lama semburan, analogi lain di Jawa, mekanisme siklus semburan, hubungan dengan komplek gunungapi

Data baru dibutuhkan dalam upaya untuk menjawab beberapa pertanyaan kunci:

  • Apakah Lusi merupakan suatu mud volcano? Apa asal mula dari gas dan apakah itu dari sumber dangkal atau dalam (gas source shallow or deep)?
  • Apakah gas dan lumpur mempunyai asal usul yang sama?
  • Berapa lama lagi semburan akan berlangsung? Dan apa pemicu yang mengumpan semburan dengan asal-usul periodesasi? (feed  the  eruption and  the episodic pulsations?)
  • Apakah ada semburan lainnya seperti Lusi terdapat dibagian lain dari Jawa?
  • Akhirnya, apakah adakah hubungan antara Lusi dan komplek volkanik sebagai tetangganya?

348f90fcd409c7a8196885ba7860b5ee

Lokasi tipe Lumpur padu tipe Hawai dengan material breksi lumpur warna hitam

Fenomena Lusi: Membuka Pertanyaan (Lusi phenomena: open questions)

 Apakah penggunaan Lusi sebagai suatu mud volcano selama ini sudah tepat atau bijak?

Apa Lusi? Apakah benar penggunaan Lusi sebagai suatu mud volcano yang antara lain volkanisme sedimen dikendalikan oleh ketidakseimbangan gayaberat dan overpressure fluida (i.e. sedimentary volcanism driven by gravitational sediment imbalance and  fluid overpressures)  (antara lain Kopf, 2002) secara umum sudah bijak?

Tipe mud volcano di seluruh dunia

Geokimia dari fluida (Geochemistry of the  fluids)  dan petrografi dari padatan yang disemburkan oleh Lusi (petrography of the solids erupted) pertama kali dilaporkan oleh Mazzini et al. (2007).

Pada percontohan awal telah memperlihatkan bahwa keberadaan breksi lumpur (mud breccia) dan gas metan dalam jumlah yang signifikan, merupakan tipe dari mud volcano di seluruh dunia (typical of mud volcanoes worldwide).

Analisis awal sumber lumpur dan air adalah satuan overpressure, kedalaman 1500-1800m, terkubur cepat, dibawah kompaksi, merupakan kecenderungan umum dari mud volcano

Analisis awal dari material yang disemburkan (erupted material) mengindikasikan bahwa sumber utama lumpur dan air adalah satuan-satuan yang berada pada kondisi overpressure (overpressured units).

Berlokasi pada sekitar kedalaman 1500-1800m yang telah terkubur dengan cepat (rapidly buried) dan berada di bawah kompaksi (under compacted).

Tipe ini merupakan pengendapan dari tipe yang ada pada kedudukan dari banyak mud volcano (mud volcano settings).

Analisis kompoisi air menunjukkan bukti terjadinya ilitisasi dari lumpur, gejala umum dari mud volcano

Lebih jauh lagi, analisis komposisi air (water compositional analyses) mencirikan tanda-tanda yang kuat dari mineral-mineral lempung yang terilitisasikan (strong signature of Iillitized clay minerals).

Hal ini merupakan yang umum dari banyak mud volcano, namun kemungkinan sumber dari air pada posisi yang dalam dalam tidak dapat  diabaikan.

Awal analisis gas metan dari percampuran asal usul mikroba dan termogenik bersumber dari serpih dan batugamping

Analisis dari gas yang pertama kalinya dari Lusi, memperlihatkan keberadaaan metan yang berasal dari percampuran asalmula mikroba-termogenik (methane of mixed microbial–thermogenic origin).

Tapi batuan-batuan sumber atau reservoir (source/reservoir rocks) yaitu serpih dan batugamping dangkal atau dalam yang sebenarnya tetap sulit dipahami.

Walaupun banyak riset telah dilaksanakan namun sebegitu jauh masih banyak aspek-aspek dari fenomena ini yang masih tetap belum dapat dijelaskan.

Pernyataan Lusi atypical mud volcano dilihat dari panjang masa hidup semburan dan volume yang sangat besar, dibandingkan dengan mud volcano lainnya dalam beberapa jam selanjutnya memasuki tahap dormant

Panjang masa hidup dari semburan Lusi (The  longevity of the Lusi eruption) yang masih aktif selama lebih dari 5 tahun adalah suatu bedatipe (atypical).

Bila dibandingkan dengan mud volcano lainnya, yang selalu mengeluarkan material lumpur overpressure jumlah yang sangat besar. Namun setelah beberapa jam atau hari dan selanjutnya menjadi istirahat (dormant) (Aliyev et al., 2002; Deville and Guerlais,2009; Shnyukov et  al., 1986).

Beberapa bukti mirip dengan sistem hidrotermal (a hydrothermal system) daripada suatu mud volcano: temperatur tinggi, pola naik turun, kecepatan aliran tinggi

Apakah aktivitas yang sangat mengejutkan ini terkait Lusi yang masih muda ‘infancy’, atau mud volcano tidak mempunyai analogi yang relevan untuk memahami Lusi?

Beberapa bukti-bukti memberikan kepercayaan bahwa Lusi mirip dengan sistem hidrotermal (a hydrothermal system) daripada suatu mud volcano yang sebenarnya?

Hal ini antara lain:

  • Lusi dicirikan oleh temperatur yang tinggi
  • perulangan naik turun (pulsations),
  • disertai dengan pelepasan peningkatan kecepatan aliran (high temperature and pulsations with sudden increase in  flow  rates),
  • sebegitu jauh, belum secara jelas uraiannya (Mazzini et al., 2009)..

Kemungkinan peran gempabumi mengubah sistem saluran dan  fluktuatif kecepatan aliran terkait kondisi saluran

Apakah kegempaan yang sering terjadi (frequent seismicity) di Indonesia, telah mengubah sistem saluran Lusi (altering Lusi plumbing system)?

Atau fluktuasi dari kecepatan aliran (fluctuating flow  rate)  terkait dengan kontraksi volumetrik dari saluran (volumetric contractions of the  conduit)?

Kondisi gradien panasbumi yang tinggi dan implikasinya pada transformasi mineral lempung dan geokimia

Umumnya gradien panasbumi yang tinggi (high geothermal gradient) pada lokasi Lusi (42oC/km) tampaknya karena lokasinya berdekatan dengan gunungapi didekatnya (Mazzini et  al.,  2007).

Hal ini dapat menjelaskan terjadinya transformasi mineral lempung dan geokimia (clay mineral and geochemical transformations) yang terjadi relatif pada kedalaman yang dangkal.

Alternatif ilitisasi mineral lempung

Sebagai contoh ilitisasi dari lempung (illitization of clays) berlangsung pada kedalaman 1100m (kemungkinan lebih dangkal).

Sedangkan pada kebanyakan cekungan lainnya berlangsung lebih dalam lagi (e.g. Kholodov,  2002 dan referensi yang tersedia).

Perbedaan ekstrim gas dikeluarkan Lusi terutama CO2, sedangkan mud volcano di seluruh dunia adalah CH4

Hal yang tidak tidak umum lainnya adalah gas-gas CH4 mendominasi gas yang disemburkan dari mud volcano di seluruh dunia (CH4-dominated gases erupted from  mud volcanoes worldwide).

Sedangkan gas utama yang disemburkan Lusi adalah CO2.  Hal ini antara lain yang menjadikanpertanyaan terhadap penerapan standar model-model mud volcano untuk Lusi (e.g. Kopf, 2002).

Diskusi

Hipotesis bahwa serpih Ngimbang sebagai batuan sumber dari Lusi dan Wunut dan implikasinya pada sekuensi Kujung

Dengan menempatkan satuan serpih Ngimbang (Ngimbang shales) sebagai batuan-batuan sumber dari Lusi dan Wunut (as the  source rocks  of Lusi and Wunut).

Reservoir gas utama (main  gas reservoirs) tampaknya merupakan bagian dari sekuensi Kujung, termasuk batugamping Prupuh atau tampaknya batugamping Tuban (the  Kujung  sequence including Prupuh or most likely Tuban  limestones).

Kondisi gradien panasbumi 42oC/km, hasil pemodelan pembentukan gas menunjukkan sekitar kedalaman 4.400m pada Formasi Ngimbang

Dengan menetapkan gradian panasbumi sebesar 42oC/km (Mazzini et  al., 2007), temperatur pembentukan gas (gas  generation temperature) dari pemodelan Isotop GOR menunjukkan bahwa batuan sumber berlokasi sekitar 4.400 m, dimana konsisten dengan lokasi dari Formasi Ngimbang(Gamb. 6).

Karbon Dioksida dan Helium (Carbon dioxide and  helium)

Indikasi terdapatnya gas magmatik dari rasio isotop helium yang tinggi

Asal mula dari karbon dioksida Lusi tampaknya jelas organik, walaupun tiga contoh memperlihatkan angka berkisar antara – 7,4 ke – 0,5‰.

Berasosiasi dengan rasio isotop helium yang tinggi (associated with a high  helium isotopic ratio) (R/Ra:  >  6,47;  Gamb. 7A) disini tampak sebagai gas magmatik (a magmatic gas).

Analogi sistem Lusi dan Salton Sea dicirikan CO2 magmatik, He, dan CH4

Analogi yang dekat dengan sistem Lusi adalah dengan lapangan rembesan Davis–Schrimpf di Laut Salton (Salton Sea)  dicirikan dengan CO2 magmatik, He, dan CH4.

Dampak intrusi magmatik di Laut Salton terutama pada batuan karbonat (carbonate rocks) sehingga menghasilkan CO2 yang jauh lebih berat dan tidak dapt dibedakan dengan yang berasal dari CO2 magmatik.

Hipotesis propagasi busur volkanisme kearah Lusi

Bila busur volkanisme (arc  volcanism) bermigrasi kearah Lusi dengan suatu pertanyaan terbuka, tapi pada banyak kasus keseluruhan sistem volkanik (whole volcanic system).

Telah melibatkan kronologi dari Gunung Kawi (tertua), sampai Arjuno-Weliran dan akhirnya ke Penanggungan (Gunung termuda). Mengikuti arah yang sama dengan Patahan Watukosek (Gamb.1).

Menuju model baru sistem rembesaran Lusi (Towards  a new model of Lusi seepage  system)

Pola pikir skenario sistem sedimen selaku tempat hidrotermal magmatik: intrusi batuan beku dan fluida hidrotermal merubah material organik

Data yang dipresentasikan mengedepankan kearah karakteristik sekenario sebagai sistem hidrotermal-magmatik tempat sedimen  (Sedimen-hosted hydrothermal magmatic system).

Dimana intrusi batuan beku (igneous intrusions) dan fluida hidrotermal (hydrothermal fluids), merubah material organik pada sedimen di kedalaman (e.g. Simoneit, 1985) sebagai kasus penunjaman serpih (shale subduction).

Skenario geokimia air panas kawah dari transformasi mineral lempung

Skenario juga bisa menjelaskan karakteristik geokimia dari kawah air yang panas (hot crater water) dan ciri transformasi mineral lempung (clay mineral transformation) dari serpih Kalibeng( Kalibeng shalses). (Mazzini et al., 2007).

Data baru mengungkapkan terdapatnya sistem saluran yang lebih dalam mencapai batugamping dan batuan sumber

Data baru sangat jelas memperlihatkan terdapatnya sistem saluran yang lebih dalam (much deeper plumbing system) mencapai batugamping dan batuan-batuan sumber (the deep limestones and the source rocks). Gambar 6. Meringkas model rembesan baru untuk Lusi.

Pendapat baru Lusi manifestasi permukaan dari dari sistem panas bumi pada sedimen yang kedudukan dalam 

Lusi daripada merepresentasikan mud volcano yang tradisional (a traditional mud volcano).

Mazzini berpendapat bahwa Lusi sebagai manifestasi permukaan dari kedudukan dalam  dari sistem panas bumi pada sedimen  (Lusi  is  a  surface  manifestation  of  a  deep-seated  sediment-hosted hydrothermal system).

Migrasi fluida dan lumpur sebagai komplek kawah hidrotermal

Dimana terjadi migrasi vertikal dari fluida dan lumpur (vertical migration of fluids and mud) analogi dengan apa yang disebut sebagai komplek kawah hidrotermal (hydrothermal vent complexes) (Svensen et al., 2004, 2006).

Keberadaan komplek kawah hidrotermal (Hydrothermal vent complexes) merepresentasikan struktur pembubungan

Komplek kawah hidrotermal (Hydrothermal vent complexes) merepresentasikan struktur pembubungan (piercement strucure).

Dibentuk sebagai konsekuensi dari aliran fluida diinduksi dan penumpukan tekan (a consequence of thermally induced fluid  flow  and  pressure build-up).

Dimana berasosiasi dengan intrusi batuan beku di dalam cekungan sedimen (igneous intrusions in sedimentary basins, Jamtveit et al., 2004).

Mekanisme pergerakan gas dalam dan serpih dangkal, yang berasosiasi dengan air panad dalam saluran pengumpan

Asosiasi dari gas dalam dengan pergerakan serpih lebih dangkal (shallower mobilised shale) dari Formasi Kalibeng, sehingga bahwa pengendali tekanan utama dari sistem rembesan (seepage system) adalah gas itu sendiri, yang berasosiasi dengan air panas di dalam saluran pengumpan (hot water in  the  main feeder  channel).

Pengendali mekanisme sistem Lusi oleh tekanan fluida dalam berhubungan panas dari tubuh intrusi magmatik

Hal ini berarti bahwa sistem Lusi kemungkinan dikontrol oleh kondisi tekanan fluida dalam (Lusi system may  be controlled by deep fluid pressure conditions), tampaknya berhubungan dengan dampak panas dari tubuh intrusi magmatik (the intrusive magmatic bodies).

Dalam kaitan ini gunungapi Arjuno-Welirang didekatnya akan memainkan peran penting.

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan yaitu sistem saluran gunung magmatik di dekatnya dan tingginya aliran panas diinduksi oleh intrusi

Karena itu suatu konsekuensi penting dari temuan baru adalah bahwa baik hipotesis pemicu suatu ‘gempa-patahan’ (earthquake-fault) atau suatu ‘buatan manusia’ (man-made) untuk semburan Lusi

Faktor ketiga harus ditentukan: peran sistem saluran dari gunung magmatik di dekatnya (plumbing system of  the   adjacent  magmatic volcano).

Dan tingginya aliran panas diinduksi oleh suatu intrusi (high  heat flow  induced by an intrusion).

Kecenderungan interaksi gunungapi dan cekungan sedimen untuk Lusi: model struktur runtuh Porong-1

Tipe interaksi antara gunungapi dan cekungan sedimen (type of interactions between volcanoes and sedimentary  basins) kemungkinan tidak unik untuk Lusi.

Data seismik yang diambil pada timurlaut cekungan busur belakang dari Jawa memperlihatkan sejumlah struktur pembubungan yang terkubur (buried piercement structures).

Salah satu yang spektakular adalah struktur runtuh (collapse structure) yang terlihat pada sumur Porong-1 di dekat Lusi (Istadi et al., 2009).

Struktur ini tampaknya merepresentasikan suatu mud volcano atau struktur pembubungan seperti Lusi, sekali aktivitasnya berhenti, secara gradual runtuh sekitar saluran pengumpan vertical dan terus terkubur.

Model kawah hidrotermal Lusi dan analogi pada krisis lingkungan global

Mekanisme berlanjutnya Lusi dan uraian dari skenario hidrotermal dapat digunakan sebagai suatu analogi modern.

Untuk memahami mekanisme dari komplek kawah hidrotermal, yang terkait dengan krisis lingkungan pada rekaman geologi (environmental crises in  the  geological record).

Studi baru-baru ini telah menyoroti korelasi antara perkembangan mendala batu beku (Large Igneous Provinces developing) yang besar pada rekaman geologi dan perioda dari crisis pemanasan global atau krisis lingkungan (periods of  global warming/ environmental crises  (e.g.  Wignall, 2001)..

Telah diusulkan bahwa krisis iklim tersebut dipicu oleh ekstensifnya aktivitas hidrotermal dan pembentukan dari struktur pembubungan (Svensen et   al.,2004; Svensen et al., 2006).

Perkiraan Panjang Kehidupan Lusi( Predictions  of Lusi longevity)

Kurang tepat bila perkiraan panjang umur Lusi hanya berdasarkan pendekatan mud volcano

Skenario baru diusulkan penulis, bahwa perkiraan dari pajang umur Lusi berdasarkan suatu pendekatan mud volcano (Lusi longevity based on  a mud volcano approach).

Khususanya bila hanya lumpur ditentukan mengendalikan aliran fluida, adalah gagal.

Model inovasi prediktif memperhatikan sistem saluran, pengaruh kegempaan yang mungkin mempengaruhi kantong magmatik, mengaktifkan kembali patahan watukosek, struktur pembubungan

Suatu model prediktif harus pertama memahami sistem saluran Lusi (firstly understand the  structure of Lusi plumbing system) dan memperhitungkan efek kombinasi dampak dari kegempaan yang mungkin mengubah dari kantong magmatik Arjuno (Arjuno magmatic chamber).

Secara periodik mengaktifkan kembali Patahan Watukosek, dan dampak dan reologi dari sedimen dan kekritisan dan sistem saluran overpressuredari pembubungan Lusi.

Pandangan perhitungan model durasi Lusi dari Davies masih tidak lengakap dan kurang relevan

Bila skenario model kami yang baru adalah benar, sehingga model yang dipublikasikan sebelumnya (Davies et al., 2011; Rudolph., 2011) mencoba untuk memperkirakan evolusi Lusi menjadi tidak lengkap dan tidak relevan (attempting to predict  the  evolution of Lusi are  incomplete and  irrelevant).

Fakta pada November 2011 terjadi penurunan kecepatan aliran dan tingkat aktivitas

Apalagi sekarang (November 2011), pengamatan lapangan memperlihatkan bahwa kecepatan aliran dan tingkat aktivitasnya (flow  rates and  level of activity)  keduanya jauh lebih rendah dibandingkan dengan prediksi dari model tersebut.

Karekteristik semburan: kecepatan rendah, aktivitas seperti geyser dengan periode tidur 16 menit

Sejak beberapa bulan yang lalu Lusi telah menyembur dengan kecepatan yang rendah antara 5000-10.000m3/h.

Telah dapat diobservasi tambahan aktivitas seperti geyser dengan perioda tanpa erupsi 16 menit (a  geyser- like  activity with periods (up to 16 min) of no  eruption) dan total tenang (completed calm)  (sejak April 2011, komunikasi pribadi S. Hadi).

Periodesasi aktivitas semburan belum banyak diselidiki: Kecepatan aliran tertinggi dihubungkan dengan kegiatan gempa

Sebegitu jauh, periodisitas pada periode tidak ada aktivitas (the periodicity of these no  activity periods) belum di investigasi secara mendalam.

Disamping flukuasi harian  tersebut, telah dapat diamati puncak kecepatan aliran dari tingginya luapan (peaks of much higher flow  rate discharge).

Beberapa diantaranya hanya beberapa hari dan tampaknya pada bagian besar bersamaan dengan rekamanan aktivitas gempa.

Perspektif ke depan memantau variasi dari perilaku komplek volkanik dan respon pada aktivitas Lusi

Studi ke depan harus bertujuan untuk memantau variasi dari perilaku dari komplek volkanik dan respon dari aktivitas Lusi (to monitor the variation of the behaviours of the volcanic complex and the responses in Lusi activity).

A new hydrothermal scenario for the 2006 Lusi eruption, Indonesia. Insights from gas geochemistry

Articlein Earth and Planetary Science Letters s 317–318 · February 2012 with 92

DOI: 10.1016/j.epsl.2011.11.016

Cite this publication

Adriano Mazzini

https://www.researchgate.net/publication/228460965_A_new_hydrothermal_scenario_for_the_2006_Lusi_eruption_Indonesia_Insights_from_gas_geochemistry

Abstract

Keywords:

Lusi eruption sediment-hosted hydrothermal system mud volcanoes gas origin CO 2 and CH 4 mantle

The 29th of May 2006 gas and mud eruptions suddenly appeared along the Watukosek fault in the north east of Java, Indonesia. Within a few weeks several villages were submerged by boiling mud. The most prominent eruption site was named Lusi. To date (November 2011) Lusi is still active and a ~ 7 km 2 area is covered by the burst mud breccia. The mechanisms responsible for this devastating eruption remain elusive. While there is consensus about the origin of the erupted mud, the source of water is uncertain, the origin of the gas is unknown and the trigger of the eruption is still debated. In order to shed light on these unknowns, we acquired a wide set of data of molecular and isotopic composition of gas sampled in several Lusi vents, in the surrounding mud volcanoes, in the closest natural gas field (Wunut), and in the hydrothermal vents at the neighbouring volcanic complex in the period 2006–2011. The boiling fluids erupted in the crater zone are apparently CO 2 -dominated, while colder CH 4 -dominated and C 2 –C 3 bearing fluids are identified at several sites around the crater zone. Gas genetic diagrams, maturity plots and gas generation modelling suggest that the hydrocarbons are thermogenic (δ 13 C 1 up to − 35‰; δ 13 C 2 up to − 20‰), deriving from marine kerogen with maturity of at least 1.5%Ro, for instance in the ~ 4400 m deep Ngimbang source rocks. CO 2 released from the crater and surrounding seeps is also thermogenic (δ 13 C from − 15 to −24‰) related to kerogen decarboxylation or thermal CH 4 oxidation in deep rocks, although three vents just outside the crater showed an apparent inorganic signature (− 7.5‰ b δ 13 C = − 0.5‰) associated to mantle helium (R/Ra up to 6.5). High CO 2 –CH 4 equilibrium temper-atures (200–400 °C) are typical of thermally altered hydrocarbons or organic matter. The data suggest mainly thermally altered organic sources for the erupted gases, deeper sourced than the mud and water (Upper Kalibeng shales). These results are consistent with a scenario of deep seated (>4000 m) magmatic intrusions and hydrothermal fluids responsible for the enhanced heat that altered source rocks and/or gas reservoirs. The neighbouring magmatic Arjuno complex and its fluid–pressure system combined with high seismic activity could have played a key role in the Lusi genesis and evolution. Within this new model framework, Lusi is better understood as a sediment-hosted hydrothermal system rather than a mud volcano.

Deep and shallow sources for the Lusi mud eruption revealed by surface deformation

Jul 2015 GEOPHYS RES LETT

Maxwell Rudolph  Manga Manoochehr Shirzaei

View

The eruption site reached flow rates of up to 180.000 m 3 /d ( Mazzini et al., 2007) and currently ( February 2017) in the order of 80.000 m 3 /d. Lusi is a unique system on Earth due to its longevity and has been studied extensively over the past decade with geological investigations ( Davies et al., 2008;Istadi et al., 2009;Mazzini et al., 2007;Sawolo et al., 2009;Tanikawa et al., 2010;Tingay et al., 2008), geochemical and experimental approaches ( Mazzini et al., , 2012Vanderkluysen et al., 2014), FALLAHI ET AL. THE PLUMBING SYSTEM FEEDING LUSI 8200 PUBLICATIONS Journal of Geophysical Research: Solid Earth RESEARCH ARTICLE …

… The fault system continues toward the NE, intersecting Lusi and several other mud volcanoes. Mazzini et al. (2009Mazzini et al. ( , 2012) suggested that the WFS is key to understand fluid flow dynamics of the East Java basin as it may focus the migration of magmas and deep fluids from the active volcanic arc toward the backarc basin where Lusi resides. This results in the elevated geothermal gradient of the southern part of the basin where kerogens and/or already existing hydrocarbon maturation are enhanced ( Mazzini et al., 2007). …

… Surface modeling deformation recorded by InSAR ( Shirzaei et al., 2015) recently confirmed that Lusi is fed by two distinct regions located at approximately 1.5 km and >4 km depth. These regions correspond to two fluid sources that were distinguished by geochemical analysis ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012). Furthermore, a magmatic source feeding the Lusi system with intense crustal fluid flow, upwelling from depth, has been put forward based on observations of the eruptive activity coupled with seismic data ( Karyono et al., 2017;Vanderkluysen et al., 2014). .

The Plumbing System Feeding the Lusi Eruption Revealed by Ambient Noise Tomography: The Plumbing System Feeding Lusi

Article Oct 2017

Adriano Mazzini

. On 29th May 2006, the residents of Sidoarjo district in East Java, Indonesia witnessed a sudden eruption of mud in the ground. The cause of this mud volcano disaster, known as Lapindo mud (LM), is uncertain and still debated [15] . There is some consensus about the trigger for the eruption, including drilling and earthquake or a combination of the two [16]. …

… There is some consensus about the trigger for the eruption, including drilling and earthquake or a combination of the two [16]. LM is portrayed as having the highest eruption rate for a mud volcano on earth, up to 180,000 m 3 /day, erupting at constant flow rates of $5000–10,000 m 3 /day for several months [15] . Davies et al. estimated that 26 years would likely be needed for the LM flow rate to reach 100 m 3 /day [16]. …

… LM is a dry, gray-colored mud and was collected from Sidoarjo, Indonesia. Since its first eruption in May 2006, LM has covered a region of more than 7 km 2 area with hot mud, submerged villages and dislocated more than 50,000 people [15]. The LM was calcined at 550 °C for 3 h to remove any organic compound impurities.

Lusi, a clastic dominated geysering system in Indonesia recently explored by surface and subsurface observations

Article Sep 2016 Terra Nova

Karyono Karyono  Anne Obermann Lupi Adriano Mazzini

 Lusi has been described as a newborn, tectonic scale, sediment-hosted hy- drothermal system linked to the adjacent volcanic complex in the south ( Mazzini et al., 2012;Sawolo et al., 2009;Miller and Mazzini, 2017). Geochemical and other evidence collected over the years indicate that the mud eruption is evolving towards a steady and continuing geyser system ( Mazzini et al., 2012;Vanderkluysen et al., 2014;Karyono et al., 2016). To date, the Lusi system is still very active and covers a surface of 7 km 2 , surrounded by 10 m-high embankments that protect a densely populated region (Fig. 1). …

… While a large part of the mud is flushed away to the Porong River through pipelines, other portions are building large mud edifices. In the last 11 years of persistent eruption, several tens of thousands of cubic meters of boiling med discharged daily ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012Davies et al., 2011;Mazzini and Etiope, 2017). The Lusi mud edifice is composed of mud breccia consisting of a mix of fine-grained sediments and clasts that originate from the underlying sedimentary units ( Istadi et al., 2009;Mazzini et al., 2012). …

Insights on the structure of Lusi mud edifice from land gravity data

Article

Jun 2017 MAR PETROL GEOL Guillaume Mauri

 Based on these observations and on the intermittent eruptive behaviour that characterized Lusi since its birth, Mazzini et al. (2007) initially defined Lusi as a “quasi hydrothermal system”. Extensive gas ana- lyses showed that CH 4 , CO 2 and He data (the latter with R/Ra up to 6.5) are consistent with a deep origin linked to hydrothermal fluids that interact with igneous intrusions associated with the neigh- bouring (~10 km, see Fig. 1) Arjuno-Welirang (AW) volcanic com- plex ( Mazzini et al., 2012). Lusi represents indeed a new example of a hydrocarbon-rich sedimentary basin whose progressive natural diagenetic evolution has been perturbed by anomalous external factors (i.e. …

… The Watukosek fault system originates from the AW volcanic complex and extends towards the NE of Java with numerous strike-slips faults ( Istadi et al., 2009;Moscariello et al., in this issue;Sciarra et al., 2017). This fault system, hosting Lusi and a number of MVs towards the NE (Kalang Anyar, Gunung Anyar, and Pulungan MVs) is interpreted to be the pathway for deep fluids migrating towards the surface feeding Lusi and the other structures ( Mazzini et al., 2009Mazzini et al., , 2012). The basin is characterized by very high sedimentation rates resulting in the deposition of 1) shallow allu- vial sediments (0e290 m); 2) Pleistocene alternating sandstone and shale of the Pucangan Formation, (up to 900 m depth), 3) Pleistocene bluish gray clay of the Upper Kalibeng Formation (up to 1871 m) 4) Plio-Pleistocene volcaniclastics (at least 962 m thick); Oligocene-Miocene carbonates part of the Kujung sequence including Prupuh and Tuban limestones (up to ~3.5 km (?)), and 5) Eocene organic-rich shale source rock of the Ngimbang Fm. (after Mazzini et al., 2012 Fig. 6). …

… In addition all the Lusi waters are strongly enriched in Li, B, and Ca compared to the MVs in the area (Table 1). Previous gas analyses comparing the same set of piercement structures in NE Java (including Lusi) revealed a clear signature of mantle gas at Lusi ( Mazzini et al., 2012). The exceptionally high concentrations of fluid mobile elements such as Li and B are consistent with this previous finding and could indicate that the fluids from clay dehydration are mixed with hydrothermal solutions that have interacted with base- ment rocks and overlying sediments/shales.at ..

The geochemistry and origin of the hydrothermal water erupted at Lusi, Indonesia

Article Jun 2017 MAR PETROL GEOL Adriano Mazzini

View

Show abstract

… This description derives from years of observations and measurements of erupted gas (Vanderkluysen et al., 2014), mud, water, ( , and hydrocarbons, surface deformation recorded by InSAR ( Shirzaei et al., 2015), and the petrography and temperatures recorded in clasts erupted from depth ( Malvoisin and Mazzini, 2016;Samankassou et al., 2017). The most relevant conceptual model (Mazzini et al., 2012) calls for a magmatic intrusion and hydro- thermal fluids migration from the nearby Arjuno-Welirang volcanic complex that provides a substantial heat source in the organic-rich sedimentary package of the NE Java basin (Fig. 7). These conclu- sions are based on field observations and fluid sampling mea- surements acquired since its inception. …

… This formation lies at least 1000 m below the furthest reaches of the BJP-1 borehole. This regional source rock consists of organic-rich shales with TOC that varies between 1.6 and 5.7 wt % with coal seams in the lower part that may be as high as 67% ( Mazzini et al., 2012;Satyana and Purwaningsih, 2003). This organic-rich formation is overlain by the Oligocene-Miocene (Kujung-Propuh and Tuban Formations) carbonates and marly clays capped by the hydraulically tight volcanoclastics ( Samankassou et al., 2017). …

… In the hydrothermal scenario ( Mazzini et al., 2012) a magmatic intrusion originating from magmatic system of the Arju- noeWelirang volcanic complex (the nearest volcano of the complex is Penanggungan ~10 km SW of the Lusi crater) represents the natural progressive next-step in the relentless march northeast- ward of the entire complex (Carn, 2000;Mazzini et al., 2012) where the youngest cones form in the NE regions. Intrusive bodies are mechanically expected because of the overall compressional tec- tonics of the region, and there is evidence that magmatic intrusions may propagate large distances over short timescales ). …

More than ten years of Lusi: A review of facts, coincidences, and past and future studies

Article Jun 2017  MAR PETROL GEOL  Stephen Miller

 The Lusi mud eruption (northeast Java, Indonesia) is a sedimentary-hosted hydrothermal system (SHHS) fed by hydro- thermal fluids that migrate from the Arjuno-Welirang volcanic complex and react with the organic-rich sediments of the back-arc basin ( Mazzini et al., 2012;Karyono et al., 2016). The eruption site is located in a densely populated area and is surrounded by a 10 m high embankment that frames an area of ~7 km 2 (Fig. 1). …

… The eruption site is located in a densely populated area and is surrounded by a 10 m high embankment that frames an area of ~7 km 2 (Fig. 1). Since 2006, several tens of thousands of cubic meters of boiling mud and clasts have erupted daily (Mazzini et al., 2007(Mazzini et al., , 2012Davies et al., 2011;Miller and Mazzini, 2017). Part of the mud is deposited in- side the embankment area, while most of the liquid mud is pumped from retention ponds into the nearby Porong River in the south (Fig. 1). …

… We name his second vent is “geyser #2”. Since the very early stages of the eruption, Lusi had a pulsating geysering activity ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012Zoporowski and Miller, 2009;Vanderkluysen et al., 2014;Karyono et al., 2016). The Lusi geyser- ing activity is characterized by 4 different phases: 1) regular bubbling activity, 2) clastic geysering, 3) clastic geysering with mud bursts and intense vapour discharge, and 4) a quiescent phase ( Karyono et al., 2016). …

Constraints on density changes in the funnel-shaped caldera inferred from gravity monitoring of the Lusi mud eruption

Article Jun 2017 MAR PETROL GEOL

Adriano Mazzini

 Today a 10 m tall embankment surrounds a region of 7 km 2 and contains the mud flooding. Lusi is characterized by a geysering behavior with periods of enhanced activity that coincides with tremors ( Karyono et al., 2017) and vigorous expulsion of mud breccia and fluids ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012Vanderkluysen et al., 2014). Geochemical analyses of the erupted fluids revealed that Lusi is connected with the neighboring AW volcanic complex ( Mazzini et al., 2012Mazzini et al., , 2017Inguaggiato et al., 2017;Sciarra et al., 2017). …

… Lusi is characterized by a geysering behavior with periods of enhanced activity that coincides with tremors ( Karyono et al., 2017) and vigorous expulsion of mud breccia and fluids ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012Vanderkluysen et al., 2014). Geochemical analyses of the erupted fluids revealed that Lusi is connected with the neighboring AW volcanic complex ( Mazzini et al., 2012Mazzini et al., , 2017Inguaggiato et al., 2017;Sciarra et al., 2017). Its closest volcanic cone, PG, is located about 10 km SW of Lusi (Fig. 1). …

… The goal of the present study is the analysis of the ongoing seismicity in the region and the imaging of potential connections between the back-arc basin, hosting Lusi, and the volcanic arc. Such a connection has been observed in previous studies as new fractures, embankment walls breaching, antithetic fractures, seeping pools distributions and abrupt rising in water temperatures at Lusi after seismic activity or volcanic eruptions in the region ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2009Mazzini et al., , 2012Collignon et al., 2016). … 

Seismicity at Lusi and the adjacent volcanic complex, Java, Indonesia

Article Jul 2017 MAR PETROL GEOL

Anne Obermann

Clastic eruptions are geological phenomena manifesting when sediments from buried formations (in the form of mud, fragments, or blocks of host rocks), and fluids phases (gas and liquid) are vented at the surface. Such eruptions may form steep-sided conical edifices at the surface, ranging in size from centimetre-scale up to a few hundred metres high and several kilometres across (Planke et al., 2003;Svensen et al., 2006;Bonini, 2012;Mazzini et al., 2012;Mazzini and Etiope, 2017). Two main types of clastic erup- tions are distinguished: 1) pure sedimentary systems (e.g., mud volcanoes), and 2) sediment-hosted hydrothermal system (SHHS, e.g., hydrothermal vent complexes). …

… The first are driven by a com- bination of a) density inversion, resulting from gravitational instability due to differential compaction and fluid content and b) overpressure generated in organic-rich sediments and hydrocarbon reservoirs (Dimitrov, 2002;Kholodov, 2002;Kopf, 2002;Etiope and Milkov, 2004;Mazzini, 2009;Mazzini and Etiope, 2017). The sec- ond type combines the above processes with the migration of deep hydrothermal fluids or the presence of magmatic intrusions through organic-rich sedimentary units ( Bell and Butcher, 2002;Jamtveit et al., 2004;Lee et al., 2006;Svensen et al., 2006;Mazzini et al., 2012;Iyer et al., 2013). Gases released at purely sedimentary systems are commonly methane-dominated, while SHHS are usually hotter (~100 C) and carbon dioxide-dominated. …

… This parametric study is aimed mainly at investigating a range of plausible values for the main parameters (i.e., density, viscosity, conduit radius) considered when modelling clastic eruptions. Results and limita- tions of the model are discussed and applied to the Lusi clastic eruption ( Fig. 1), in East Java, Indonesia ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2009aMazzini et al., , 2012. In contrast with many clastic eruptions, whose erupting phases only last for a few hours or days, or could not be recorded (e.g., fossils systems), the Lusi mud eruption has been ongoing for more than ten years and is a rare active natural analogue. …

Modelling fluid flow in clastic eruptions: Application to the Lusi mud eruption

Article Aug 2017 MAR PETROL GEOL

Marine Collignon

 Since May 2006, the Lusi mud eruption in East Java, Indonesia, (one of the largest natural disasters in East Java (Van Noorden, 2006)) behaves as a geyser and has led to wide interest across the scientific community ( Karyono et al., 2017;Lupi et al., 2013;Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2012Zoporowski and Miller, 2009). The onset of Lusi has previously been described to be linked to petro- leum drilling in the vicinity of Lusi ( Davies et al., 2007Davies et al., , 2008Davies et al., , 2010Tingay et al., 2008Tingay et al., , 2015 as well as have been triggered by a 6.3 M earthquake that struck the southern part of Java (southwest of Yogyakarta, ~250 km from Lusi) about two days before the eruption ( Lupi et al.,2013). …

… The onset of Lusi has previously been described to be linked to petro- leum drilling in the vicinity of Lusi ( Davies et al., 2007Davies et al., , 2008Davies et al., , 2010Tingay et al., 2008Tingay et al., , 2015 as well as have been triggered by a 6.3 M earthquake that struck the southern part of Java (southwest of Yogyakarta, ~250 km from Lusi) about two days before the eruption ( Lupi et al.,2013). Lusi has since continuously discharged mud- breccia, liquid water, and released to the atmosphere aqueous va- por containing a small percentage of CH 4 and primarily CO 2 ( Mazzini et al., 2012;Vanderkluysen et al., 2014). Lusi has been described as a newborn, tectonic scale, sediment-hosted hydro- thermal system linked to the SW adjacent Arjuno-Welirang volca- nic complex through the Watukosek fault system ( Istadi et al., 2012;Mazzini et al., 2009Mazzini et al., , 2012Mazzini et al., , 2017. …

… Lusi has since continuously discharged mud- breccia, liquid water, and released to the atmosphere aqueous va- por containing a small percentage of CH 4 and primarily CO 2 ( Mazzini et al., 2012;Vanderkluysen et al., 2014). Lusi has been described as a newborn, tectonic scale, sediment-hosted hydro- thermal system linked to the SW adjacent Arjuno-Welirang volca- nic complex through the Watukosek fault system ( Istadi et al., 2012;Mazzini et al., 2009Mazzini et al., , 2012Mazzini et al., , 2017. Numerical modeling of such complex systems is a challenge because it must take into ac- count a variety of coupled thermal, hydraulic, mechanical and chemical (THMC) processes.

Numerical modeling of the Lusi hydrothermal system: Initial results and future challenges

Article Aug 2017 MAR PETROL GEOL 

Benjamin Malvoisin

The sudden catastrophic Lusi eruption started on May 29th, 2006 in East Java (Van Noorden, 2006; Mazzini et al., 2007). The subsurface processes leading to such an exceptional phenomenon have been subject of intense scientific research and debate over the last decade (Satyana, 2005;Fukushima et al., 2009;Tanikawa et al., 2010;Rudolph et al., 2011;Mazzini et al., 2012Shirzaei et al., 2015;Inguaggiato et al., 2017;Sciarra et al., 2017). The triggering mechanisms of this active mud eruption have been discussed by several authors (Manga, 2007;Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2009Davies et al., 2008;Tingay et al., 2008;Mori and Kano, 2009;Sawolo et al., 2009Sawolo et al., , 2010Davies et al., 2010;Lupi et al., , 2014Tingay, 2015, Miller and and are beyond the scope of this work. …

… Lusi is located in a geologically complex region where tectonic and sedimentary basin processes (i.e. compressional stress regime, compaction, diagenesis and deep fluid circulation) and volcanic processes are intimately connected (Satyana, 2005;Mazzini et al., 2012Inguaggiato et al., 2017;Sciarra et al., 2017). …

… In the Sidoarjo district in the East Java Basin, where the sediment-hosted hydrothermal system of Lusi formed (Mazzini et al., 2012), the alignment of a series of mud volcanoes corre- sponds to the elongation of the Watukosek Fault System (WFS). The WFS is marked by a more than 100 m high well-defined escarp- ment (Watukosek escarpment) and affects the course of the Porong river imposing an “S” shape bending ( Fig. 1). …

Genesis and evolution of the Watukosek fault system in the Lusi area (East Java)

Article Oct 2017 MAR PETROL GEOL

Damien Do Couto Adriano Mazzini  Andrea Moscariello  Fiammetta Mondino

View

Geochemical investigations revealed the link with the neighbouring volcanic complex indicating that the fluids vented at Lusi derive from a mix of complex reactions involving the migration of hy- drothermal fluids through organic-rich sedimentary units. The result is a unique modern example of active sediment-hosted hy- drothermal system ( Mazzini et al., 2012). …

… The origin of the gas sampled from the seepage sites can be inferred using the CO 2 and the CH 4 isotopic data (Table 2). Our samples were compared with those collected from the Lusi crater that are known to contain thermogenic hydrocarbons and compiled with previously sampled satellite seeps ( Mazzini et al., 2012). Combined d 13 C CH4 and dD, suggest a range of sources for the seeping gas including microbial, thermogenic and mixed origin depending on the sampling locality (Fig. 1A). …

… Our results are consistent with Inguaggiato et al. (2017) and Mazzini et al. (2007Mazzini et al. ( , 2012, and we conclude that the d 13 C-CO 2 value is derived by a mixing between fluids of magmatic and limestone origin. …

Radon and carbon gas anomalies along the Watukosek Fault System and Lusi mud eruption, Indonesia

Article Oct 2017 MAR PETROL GEOL Alessandra Sciarra Adriano Mazzini Salvatore Inguaggiato Soffian Hadi

View

This results in pore fluid expansion ( Jamtveit et al., 2004), metamorphic dehydration reactions and production of large quantities of gas (typically CH 4 and CO 2 . Hydrothermal vent complexes and SHHS are surface examples of such systems (Welhan and Lupton, 1987;Bell and Butcher, 2002;Jamtveit et al., 2004;Lee et al., 2006;Svensen et al., 2006Svensen et al., , 2009aMazzini et al., 2012;Iyer et al., 2013Iyer et al., , 2017Berndt et al., 2016;Ciotoli et al., 2016). …

… While one of this phase (regular bubbling ac- tivity) is characterised by regular emissions of mud breccia and little amount of gas, another (enhanced bubbling with intense vapour) is characterised by intense vigorous mud bursting, accompanied by a noisy and vigorous degassing discharge and a dense plume that may rise up to 100 m above the ground. Mud volcano eruptions typically last from a few hours up to several days ( Schnyukov et al., 1986;Aliyev et al., 2002;Deville and Guerlais, 2009;Mazzini and Etiope, 2017), while SHHS (e.g., hydrothermal vent complexes) have a longer erupting activity (e.g., Campbell, 2006;Mazzini et al., 2012). …

… Schematic representation of a clastic piercement system with the main parameters and processes that control the dynamics of the eruption and that should be considered by models. eruption, allows the acquisition of new data to constrain the timing of clastic eruptions and their different phases and types (e.g., Mazzini et al., 2012;Karyono et al., 2017;Mauri et al., 2017). The study of fossil systems brings new constrains on the size of the vent or feeder conduit (e.g., Svensen et al., 2006;Roberts et al., 2010). …

Modelling fluid flow in active clastic piercements: Challenges and approaches

Article  Oct 2017 MAR PETROL GEOL Adriano Mazzini  Lupi  Marine Collignon  Daniel Walter Schmid

View

The activity started in since May 2006 and is located close to the subduction zone volcanoes and the nearest active volcanic complex is the ArjunoeWelirang ( Figs. 1 and 2). Several lines of evidence have suggested that Lusi is a sediment-hosted hydrothermal system rather than a traditional mud volcano: 1) The eruption character- ized by boiling mud with clasts, 2) besides aqueous vapor, the gas is CO 2 -and not CH 4 -dominated, 3) the eruption is very long-lived (still ongoing), 4) the eruption is located close to the volcanic arc and the nearest volcano is the Holocene Penanggungan (~10 km from Lusi) and the active ArjunoeWelirang volcano (25 km), 5) the Lusi gas contains mantle-derived components such as He and CO 2 , and 6) the water geochemistry shows evolved compositions origi- nating from high temperature interactions with silicates, 7) Lusi shows a geyser-like behavior with periods of enhanced activity every 30 min where mud breccia and gas are erupted tens of meters above the crater ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2009Mazzini et al., , 2012Mazzini et al., , 2017Vanderkluysen et al., 2014;Inguaggiato et al., 2017;Karyono et al., 2017). In addition to the mentioned mantle-derived gas components, the gas geochemistry suggests a partial thermogenic origin of CO 2 and CH 4 (Fig. 1B) which indicates a source from either very deeply buried sedimentary units or from shallower units affected by abnormally high temperatures and metamorphic pro- cess ( Mazzini et al., 2012). …

… Several lines of evidence have suggested that Lusi is a sediment-hosted hydrothermal system rather than a traditional mud volcano: 1) The eruption character- ized by boiling mud with clasts, 2) besides aqueous vapor, the gas is CO 2 -and not CH 4 -dominated, 3) the eruption is very long-lived (still ongoing), 4) the eruption is located close to the volcanic arc and the nearest volcano is the Holocene Penanggungan (~10 km from Lusi) and the active ArjunoeWelirang volcano (25 km), 5) the Lusi gas contains mantle-derived components such as He and CO 2 , and 6) the water geochemistry shows evolved compositions origi- nating from high temperature interactions with silicates, 7) Lusi shows a geyser-like behavior with periods of enhanced activity every 30 min where mud breccia and gas are erupted tens of meters above the crater ( Mazzini et al., 2007Mazzini et al., , 2009Mazzini et al., , 2012Mazzini et al., , 2017Vanderkluysen et al., 2014;Inguaggiato et al., 2017;Karyono et al., 2017). In addition to the mentioned mantle-derived gas components, the gas geochemistry suggests a partial thermogenic origin of CO 2 and CH 4 (Fig. 1B) which indicates a source from either very deeply buried sedimentary units or from shallower units affected by abnormally high temperatures and metamorphic pro- cess ( Mazzini et al., 2012). Based on surface deformation recorded by InSAR, Shirzaei et al. (2015) suggested that the likely source levels of the fluids in the Lusi system are located at around 1.5 and 5 km depth. …

… The mechanisms initiating the Lusi eruption are intensively discussed (e.g. Mazzini et al., 2007;Davies et al., 2007;Tingay et al., 2008;Mazzini et al., 2009;Manga et al., 2009;Sawolo et al., 2009Sawolo et al., , 2010Davies et al., 2010;Mazzini et al., 2012;Lupi et al., 2013Lupi et al., , 2014Mazzini et al., 2017;Miller and Mazzini, 2017). Regardless of the ultimate trigger, seismic data shows the presence of a deformation zone near Lusi, making the presence of a pre-eruption and over- pressurized system likely ( Mazzini et al., 2009;Moscariello et al., 2017). …

Modelling of gas generation following emplacement of an igneous sill below Lusi, East Java, Indonesia

Article Jul 2017 MAR PETROL GEOL  Henrik Hovland Svensen  Daniel Walter Schmid Adriano Mazzini  Karthik Iyer

View

 The 29th of May 2006 several sudden hot mud eruptions, with fluids around 100 °C, occurred in the NE side of the island resulting in a prominent eruption named Lusi (contraction of Lumpur-Sidoarjo). This eruption was characterized by two anomalous characteristic, the boiling temperature of fluids and CO 2 -dominant gas emissions ( Mazzini et al., 2012;Vanderkluysen et al., 2014). In addition, an abnormal behavior was observed: the long-time duration of eruption that still persists after 11 years. …

… The Watukosek fault system (Fig. 2a), strikes from the South-west potentially crossing Kelut and Arjuno-Welirang (AW) volcanic complex, then intersecting Lusi and extending towards the NE of Java ( Mazzini et al., 2009b;Istadi et al., 2009;Karyono et al., 2017., Moscariello et al., 2017Obermann et al., 2017;Sciarra et al., 2017). Mud volcanoes are broadly distributed in the Java island ( Istadi et al., 2009;Mazzini et al., 2012) and typically erupt CH 4 -dominated gas, mud clast breccia rising from “cold” sedimentary basins, and are characterized by short-lived (several day at most) eruptive events. In contrast Lusi erupts boiling fluids, dominated by aqueous vapour, CO 2 and, in smaller amount, CH 4 . …

… This seemingly unstoppable eruptive ac- tivity is ongoing since May 2006. Geochemical analyses of the erupted fluids indicate a deep origin and hydrothermal/mantellic signature (Mazzini et al., 2012). Results are consistent with a scenario where magmatic intrusions and hydrothermal fluids migrated from the neighboring AW volcanic complex towards the NE. …

The Arjuno-Welirang volcanic complex and the connected Lusi system: Geochemical evidences

Article Oct 2017 MAR PETROL GEOL Adriano Mazzini Salvatore Inguaggiato Alessandra Sciarra

View

3.2. Surface geochemical studies to investigate deep processes A wealth of geochemical data highlights that the fluids expelled at Lusi have a hydrothermal and mantellic origin mixed with sedimentary fluids altered by thermo-metamorphic reactions ( Mazzini et al., 2012). Recent gas and water sampling are consistent with previous findings. …

… It has been previously suggested that the migration of these hydrothermal fluids occurred at depth along the NE-SW oriented WFS ( Mazzini et al., 2012). Likewise it was proposed that the reactivation of this fault system facilitated the triggering of the Lusi eruption and the upwelling of deep fluids ( Mazzini et al., 2009). …

… The deficit in significant seismicity suggests aseismic deformation beneath Lusi due to the large amount of fluids that may lubricate the fault system. Mazzini et al. (2012) highlighted that the large magmatic complex has gradually developed from SW (Kawi-Butak) towards the NE (Arjuno-Welirang) and further to the younger Pe- nanggungan volcano. Interestingly, this trend is consistent with the direction of the WFS and with the presence of palaeo-piercement eruptive events located close to Lusi (Moscariello et al., 2017). …

10 years of Lusi eruption: Lessons learned from multidisciplinary studies (LUSI LAB)

Article Dec 2017 MAR PETROL GEOL Adriano Mazzini

View

 In contrast, the earthquake trigger proponents argue that the Kalibeng clays had been previously ‘charged’ by deep overpressured and hydrothermal fluids via the Watukosek fault, and claim that hy- drothermal fluid invasion would make the Kalibeng clays suscep- tible to liquefaction or mobilization. Published earthquake-trig- gering models specifically require the Kalibeng clays to be in hydrodynamic connection prior to the Yogyakarta earthquake ( Mazzini et al., 2012;Lupi et al., 2013). …

… This indicates that no detectable H 2 S was present in the Kali- beng clays prior to the Lusi eruption. Mazzini et al. (2012), Lupi et al. (2013) and Miller and Mazzini (2017) suggested that large volumes of hydrothermal fluids had in- vaded the Kalibeng clays prior to the Yogyakarta earthquake. This re- quirement is fundamental and essential to the entire earthquake-trig- gering hypothesis, as it is the only means by which this model can explain the occurrence of H 2 S in the initial days of the Lusi eruption (and geochemistry of Lusi muds sampled subsequently that indicate deep hydrothermal input), and in order for the Kalibeng clays to be susceptible for liquefaction (Mazzini et al., 2012). …

… Mazzini et al. (2012), Lupi et al. (2013) and Miller and Mazzini (2017) suggested that large volumes of hydrothermal fluids had in- vaded the Kalibeng clays prior to the Yogyakarta earthquake. This re- quirement is fundamental and essential to the entire earthquake-trig- gering hypothesis, as it is the only means by which this model can explain the occurrence of H 2 S in the initial days of the Lusi eruption (and geochemistry of Lusi muds sampled subsequently that indicate deep hydrothermal input), and in order for the Kalibeng clays to be susceptible for liquefaction (Mazzini et al., 2012). Furthermore, the earthquake-triggering model requires Kalibeng clay liquefaction to commence immediately after the Yogyakarta earthquake, as the lique- faction would be needed to generate the high fluid pressures (via gas exsolution and bubble formation) that the hypothesis claims caused fault reactivation at the Lusi location ( Mazzini et al., 2012;Lupi et al., 2013). …

An alternative review of facts, coincidences and past and future studies of the Lusi eruption

Article Dec 2017 MAR PETROL GEOL Mark Tingay Manga Maxwell Rudolph Richard Davies

View

This could be the case of changing the eruption behavior from sticky hot mudflow to steam eruption. In geological terms, mud volcano is usually considered as a geothermal manifestation caused by geothermal driving forces [10]. In characterizing a geothermal system, a method to use rare earth elements (REE) mobilized within waters is commonly applied as a reliable tool [11]. …

… This type of rock is ideally enriched with rare earth elements that fractionate during weathering of sedimentary rocks [14]. This is the scenario explored in this paper in conjunction with the geothermal eruption scenario [10]. …

… Welirang volcanoes. With only 20 km distance from the Arjuno-Welirang geothermal complex, the Lusi mud volcano can have a correlation with the complex [10], although, it may not necessarily be a direct correlation. Since occupying the same Kendeng Zone, the Lusi mud volcano may share similar rock characteristics with other mud volcanoes. …

EGU 2019 Procesi, LUSI Sistem Panas Bumi pada Sedimen

Maret 28, 2019

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-2325, 2019

Slide1

Sistem Panas Bumi pada Sedimen: tinjauan dan pemetaan global pertama

Sediment-Hosted Geothermal Systems: review and first global mapping

Monia Procesi (1), Giancarlo Ciotoli (2), Adriano Mazzini (3), Giuseppe Etiope (1,4)

(1) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma, Italy (monia.procesi@ingv.it) , (2) Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria—CNR-IGAG, Roma, Italy (giancarlo.ciotoli@igag.cnr.it), (3) Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), University of Oslo, Norway (adriano.mazzini@geo.uio.no), (4) Faculty of Environm. Science and Engineering, Babes Bolyai University, Cluj-Napoca, Romania (giuseppe.etiope@ingv.it)

Sediment-Hosted Geothermal Systems: review and first global mappinghttps://meetingorganizer.copernicus.org/…/EGU2019-2325….

Sistem Panas Bumi pada Sedimen: tinjauan dan pemetaan global pertama

Pokok-Pokok Abstrak

  • Sistem panas bumi yang berkedudukan pada sedimen merupakan suatu sistem geologi hibrida antara geotermal dan interaksi sedimen, menimbulkan percampuran gas anorganik dan organik
  • Sistem hibrida ditandai oleh gas CO2 suatu termometamorfik atau dari mantel dan CH4 biotik mikorba atau termogenik
  • Sistem hidrotermal pada sedimen terjadi pada cekungan sedimen yang dilintasi intrusi magma atau terlibat pada pipa volkanik
  • Sistem SHGS menarik untuk eksplorasi migas dan efek gas rumah kaca, tapi setudi ini di Dunia masih kurang
  • Tujuan makalah menyediakan suatu tinjauan identifikasi SHGS dan kriteria metodologi untuk mendifinisi dan mengidentifikasikan berdasarkan parameter geologi dan geokimia gas
  • Tanda-tanda dari SHGS umumnya adalah 1) Fluida didominasi CO2, 2) CH4 hidrokarbon, 3) tektonik aktif di cekungan busurbelakang zona rift atau dalaman depan menampung reservoir migas berjarak `300m dari gunung aktif atau purba:
  • Dihasilkan peta global pertama dari 33 SHGS di beberapa kawasan di Dunia (Tidak termasuk di Indonesia
  • Peta SHGS awal yang dihasilkan akan berkembang berdasarkan analisis geologi dan data gas-geokimia baru yang lebih rinci

Abstrak

  • Sistem panas bumi yang berkedudukan pada sedimen merupakan suatu sistem geologi hibrida antara geotermal dan interaksi sedimen, menimbulkan percampuran gas anorganik dan organik

Sistem panas bumi (geothermal system) yang berkedudukan pada sedimen (Sediment-Hosted Geothermal Systems (SHGSs)) merupakan suatu sistem geologi hibrid, dimana domain geotermal dan interaksi sedimen, yang mengarah pada percampuran gas-gas anorganik dan organik.

  • Sistem hibrida ditandai oleh gas CO2 suatu termometamorfik atau dari mantel dan CH4 biotik mikroba atau termogenik

Biasanya ditandai oleh geotermal (termometamorfik atau turunan mantel) CO2 dan biotik (mikroba atau termogenik) CH4.

  • Sistem hidrotermal pada sedimen terjadi pada cekungan sedimen yang dilintasi intrusi magma atau terlibat pada pipa volkanik

SHGS terjadi di cekungan sedimen yang dilintasi oleh intrusi magmatik atau terlibat dalam sistem pipa volkanik.

  • Sistem SHGS menarik untuk eksplorasi migas dan efek gas rumah kaca, tapi setudi ini di Dunia masih kurang

Sistem-sistem ini mungkin sangat menarik untuk eksplorasi minyak bumi dan studi emisi gas rumah kaca alami.

Tetapi studi sistematis untuk karakterisasi mereka dan distribusi di seluruh dunia tidak ada.

  • Tujuan makalah menyediakan suatu tinjauan identifikasi SHGS dan kriteria metodologi untuk mendefinisi dan mengidentifikasikan berdasarkan parameter geologi dan geokimia gas

Di sini, kami memberikan tinjauan terhadap SHGS yang diidentifikasi sejauh ini, dan mengusulkan kriteria metodologis untuk definisi dan identifikasi mereka, berdasarkan parameter geologi dan gas-geokimia terintegrasi.

  • Tanda-tanda dari SHGS umumnya adalah 1) Fluida didominasi CO2, 2) CH4 hidrokarbon, 3) tektonik aktif di cekungan busurbelakang zona rift atau dalaman depan menampung reservoir migas berjarak `300m dari gunung aktif atau purba:

Pada studi ini ditemukan bahwa SHGS biasanya ditandai oleh:

  • Fluida yang didominasi oleh mantel atau dekarbonasi-metamorfik CO2 (> 50 vol.%);
  • Sejumlah besar CH4 dan hidrokarbon yang lebih berat (setidaknya 1,5 vol.%, umumnya hingga 30-40 vol.%), diproduksi oleh degradasi mikroba atau termogenik dari bahan organik yang disimpan dalam batuan sedimen; dan
  • Cekungan sedimen aktif secara tektonik (busur belakang, zona rift dan foredeep), umumnya menampung ladang minyak bumi dan berjarak ∼300 km dari pusat-pusat gunung berapi baru-baru ini atau kuno.

  • Dihasilkan peta global pertama dari 33 SHGS di beberapa kawasan di Dunia (Tidak termasuk di Indonesia)

Analisis ini menghasilkan peta global termasuk set pertama dari 33 SHGS yang berlokasi di Amerika Utara, Eropa Tengah dan Timur, Timur Jauh, Oceania Timur dan Selandia Baru Utara, dan set kedua area rawan SHGS potensial, yang terjadi juga di Amerika Selatan, Afrika Utara, Timur Tengah, dan Kamchatka.

  • Peta SHGS awal yang dihasilkan akan berkembang berdasarkan analisis geologi dan data gas-geokimia baru yang lebih rinci

Peta SHGS ini dapat berkembang berdasarkan analisis geologi yang lebih rinci dan data gas-geokimia baru.

Abstract

Sediment-Hosted Geothermal Systems (SHGSs) are hybrid geological systems, where geothermal and sedimentary domains interact, leading to mixtures of inorganic and organic gases.

Typically characterized by geothermal (thermometamorphic or mantle-derived) CO2 and biotic (microbial or thermogenic) CH4, SHGSs occur in sedimentary basins crossed by magmatic intrusions or involved in volcanic plumbing systems.

These systems can be of considerable interest for petroleum exploration and natural greenhouse-gas emission studies, but systematic studies for their characterization and worldwide distribution are missing.

Here, we provide a review of SHGSs identified so far, and propose methodological criteria for their definition and identification, based on integrated geological and gas-geochemical parameters.

We find that SHGSs are typically characterized by:

(a) fluids dominated by mantle or decarbonation-methamorphic CO2 (>50 vol.%);

(b) considerable amounts of CH4 and heavier hydrocarbons (at least 1.5 vol.%, generally up to 30-40 vol.%), produced by microbial or thermogenic degradation of organic matter hosted in sedimentary rocks;

(c) tectonically active sedimentary basins (back-arc, rift zones and foredeep), generally hosting petroleum fields and within 300 km from recent or ancient volcanic centers.

This analysis resulted in a global map including a first set of 33 SHGSs located in North America, Central and Eastern Europe, Far East, Eastern Oceania and Northern New Zealand, and a second set of potential SHGS prone areas, occurring also in South America, North Africa, Middle East and Kamchatka.

The present SHGS map can evolve on the basis of more detailed geological analysis and new gas-geochemical data.

 

 

 

 

 

EGU 2017 Sciarra Perkiraan CO2 dipancarkan di Lusi

Maret 28, 2019

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-17547, 2019

Slide1

c8604-slide10

Perkiraan konsentrasi CO2 yang dilepaskan di lokasi semburan Lusi (Indonesia): sebuah eksperimen penyelidikan pemantau drone dan GasPro CO2.

Estimates of CO2 concentration released at the Lusi eruption site (Indonesia): a drone and GasPro CO2 monitoring probe experiment.

Ditinjau oleh: Hardi Prasetyo

Mantan Pimpinan BPLS 2007-2017

Untuk Geyser Lusi Library &Virtual Museum”

Alessandra Sciarra (1,2), Livio Ruggiero (3), Adriano Mazzini (4), Stefano Graziani (3), Giovanni Romeo (1), Giuseppe Di Stefano (1), Sabina Bigi (3), and Alwi Hussein (5) 

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Rome 1, Rome, Italy (alessandra.sciarra@ingv.it), (2) Research Council, Institute of Environmental Geology and Geoengineering, CNR-IGAG, Italy, (3) National Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza-Università di Roma, DST-Sapienza, Italy, (4) Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), University of Oslo, Norway, (5) PPLS, Surabaya, Indonesia

Perkiraan konsentrasi CO2 yang dilepaskan di lokasi semburan Lusi (Indonesia): sebuah eksperimen penyelidikan pemantau drone dan GasPro CO2.

Estimates of CO2 concentration released at the Lusi eruption site (Indonesia): a drone and GasPro CO2 monitoring probe experiment.

Abstrak

  • Semburan spektakuler Lusi sejak terjadinya terus menyemburkan lumpur, air, gas, minyak dan klastik

Semburan Lusi yang spektakuler The spectacular Lusi eruption dimulai di timur laut Jawa, Indonesia, pada tanggal 29 Mei 2006, sejak itu secara berkelanjutan menyemburkan lumpur, air, gas, minyak, dan klastik continuously erupting mud, water, gas, oil, and clasts ever since.

  • Lusi sebagai sistem hibira antra gunung lumpur yang tradisional dan sistem hidrotermal murni ditenagai oleh panas magmatik

Lusi adalah sistem hibrida (Lusi is a hybrid system) antara gunung sedimen tradisional (between a traditional sedimentary volcano) dan sistem hidrotermal murni yang ditenagai oleh panas magmatik (Mazzini et al., 2007). (a pure hydrothermal system fuelled by magmatic heat) (Mazzini et al., 2007).

  • Merupakan suatu tantangan tersendiri untuk memperkirakan gas yang dilepaskan dari lubang Lusi

Perkiraan gas yang dilepaskan dari lubang Lusi Estimates of gas released from the Lusi vent merepresentasikan suatu tujuan yang menantang (represent a challenging goal).

Kawah aktif berukuran 100 m (The 100 m sized active crater) memuntahkan breksi lumpur 100 ◦C dan plume uap tebal (expels 100 ◦C mud breccia and a dense vapour plume) yang membentuk beberapa puluh meter di udara (that erects from several tens of meters in the air).

  • Vent terletak di tengah kolam hidrotermal diameter 600 yang tidak dapat diakses

Vent ini terletak di tengah kolam (This vent is located at the center) hydrothermal berdiameter 600 m yang tidak dapat diakses (inaccessible hydrothermal pond).

  • Lusi ditandai oleh aktivitas geysering dengan peride semburan lumpur dahsyat yang berulang ~20 menit

Selain itu, Lusi ditandai oleh aktivitas geysering (addition Lusi is characterized by a geysering activity) dengan periode semburan lumpur dahsyat yang berulang setiap 20 menit (with periodical violent burst of mud reoccuring every 20 minutes) (Karyono et al., 2017).

  • Drone telah digunakan untuk mengukur total keluaran CO2 yang dilepaskan dari lokasi pusat aktif

 Pada bulan Maret 2017, misi drone (remote controlled drone missions) yang dikendalikan dari jarak jauh diselesaikan untuk mengukur total output CO2 (to quantify the total CO2 output) yang dilepaskan dari area pusat aktif (released from the central active area).

  • Manfaat penerapan Teknologi Esacopter Lusi Drone

Peralatan yang digunakan adalah esacopter (Lusi drone) yang dirancang dan dirakit dalam rumah (The equipment used was a in house-designed and assembled esacopter (Lusi drone)) dimana suatu pemantauan GasPro CO2 dipasang (to which was mounted a GasPro CO2 monitoring probe) yang dirancang untuk mengukur, bersama dengan suhu, konsentrasi CO2 (designed to measure, together with temperature, the concentration of CO2) (1 pengukuran per detik, hingga 5%) dan dilengkapi dengan GPS (equipped with a GPS).

 Pompa internal dengan laju aliran 1,4 l / mnt (An internal pump with a flow rate 1.4 l/min) dan ruang pengukuran kecil dari sensor inframerah Non-Dispersif hanya 6 cm3 (a small measuring chamber of the Non-Dispersive infrared sensor of only 6 cm3) memungkinkannya memiliki waktu respons yang sangat cepat (allows it to have extremely fast response time.)

Banyak profil penerbangan dilakukan (Numerous flight profiles were performed) memotong plume kawah (intersecting the crater plume) selama berbagai fase aktivitas dari situs letusan (during the various activity phases of the eruption site).

Ketinggian penerbangan dijaga konstan pada ∼ 8 m di atas daerah datar ini (The flight height was kept constant at ¨8 m over this flat area).

Untuk meminimalkan efek turbulensi baling-baling (In order to minimize the effects of the propellers turbulence), tabung silikon sepanjang 5 m dipasang (a 5m long silicon tube was attached) pada input gas sensor CO2 yang menghasilkan tinggi sampel akhir 3 m di atas ventilasi (at the CO2 sensor’s gas input resulting in a final sampling height at 3 m above the vent ).

Desain ini memperlambat respons sensor selama 10 detik 9This design slowed the sensor response by 10 seconds) tetapi memungkinkan kuantifikasi pembacaan CO2 yang lebih realistis (allowed a more realistic quantification of the CO2 readings).

Data terperinci yang dikumpulkan (The elaborate data collected) selama dua minggu percobaan mengungkapkan nilai-nilai CO2 mulai dari 0,1% vol hingga 1,9% vol (two weeks experiments reveal CO2 values ranging from 0.1%vol to 1,9%vol), tergantung pada fase aktivitas.

Estimates of CO2 concentration released at the Lusi eruption site (Indonesia): a drone and GasPro CO2 monitoring probe experiment.

ABSTRACT

The spectacular Lusi eruption started in northeast Java, Indonesia, on May 29th, 2006, continuously erupting mud, water, gas, oil, and clasts ever since. Lusi is a hybrid system between a traditional sedimentary volcano and a pure hydrothermal system fuelled by magmatic heat (Mazzini et al., 2007). Estimates of gas released from the Lusi vent represent a challenging goal. The 100 m sized active crater expels 100 ◦C mud breccia and a dense vapour plume that erects fr several tens of meters in the air. This vent is located at the center of a 600 m diameter inaccessible hydrothermal pond. In addition Lusi is characterized by a geysering activity with periodical violent burst of mud reoccuring every 20 minutes (Karyono et al., 2017). In March 2017 remote controlled drone missions were completed in order to quantify the total CO2 output released from the central active area. The equipment used was a in house-designed and assembled esacopter (Lusi drone) to which was mounted a GasPro CO2 monitoring probe designed to measure, together with temperature, the concentration of CO2 (1 measurement per second, up to 5%) and equipped with a GPS. An internal pump with a flow rate 1.4 l/min and a small measuring chamber of the Non-Dispersive infrared sensor of only 6 cm3 allows it to have extremely fast response time. Numerous flight profiles were performed intersecting the crater plume during the various activity phases of the eruption site. The flight height was kept constant at ¨8 m over this flat area. In order to minimize the effects of the propellers turbulence, a 5m long silicon tube was attached at the CO2 sensor’s gas input resulting in a final sampling height at 3 m above the vent. This design slowed the sensor response by 10 seconds, but allowed a more realistic quantification of the CO2 readings. The elaborate data collected during the two weeks experiments reveal CO2 values ranging from 0.1%vol to 1.9%vol, depending on the phases of activity.

 

 

Zaputlyaeva EGU 2019 Pembentukan hidrokarbon pada Geyser Lusi

Maret 28, 2019

https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2019/EGU2019-15779.pdf

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-15779, 2019

Slide1

Generasi hidrokarbon yang sedang berlangsung ditingkatkan oleh aktivitas magmatik dan hidrotermal, implikasi pada lokasi semburan Lusi, Java Timurlaut, Indonesia

Ongoing hydrocarbon generation enhanced by magmatic and hydrothermal activity, implications of the Lusi eruption site, NE Java, Indonesia  

Alexandra Zaputlyaeva 2019

Ditinjau Oleh: Hardi Prasetyo

Mantan Pimpinan BPLS (2007-2017)

Alexandra Zaputlyaeva (1), Adriano Mazzini (1), Martin Blumenberg (2), Georg Scheeder (2), and Wolfram Michael Kürschner (3)

(1) Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), University of Oslo, Norway, (2) Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR), Hannover, Germany, (3) Department of Geosciences, University of Oslo, Norway

KATA KUNCI ABSTRAK

  • Hidrokarbon dengan volume terbesar di Bumi telah dibangkitkan oleh endapan sedimen kaya material organik dimana mencapai kematangannya melalui penguburan selama skala waktu yang lama
  • Even geologi intrusi magma atau migrasi cairan hidrotermal dalam paket sedimen yang kaya material organik dapat mempercepat proses pematangannya
  • Lusi di Jawa timur merupakan sistem hidrotermal pada sedimen terbear di dunia yang sejak 2006 telah menyemburkan minyak dan gas bersama dengan breksi lumpur mendidih, air dan klastik batuan sebagai suatu contoh dimana fenomena percepatan pematangan dapat secara aktif diamati
  • Semburan lumpur Lusi berlokasi di dalam cekungan migas Jawa Timur dan dikelilingi oleh lapangan produksi hidrokarbon
  • Migrasi magma dan cairan hidrotermal berasal dari komplek volkanik Arjuno-Welirang bertanggung jawab atas berkelanjutannya aktivitas semburan Lusi
  • Telah dilakukan studi analisis geokimia, petrografi organik dan palinologi pada klastik batuan dan minyak yang disemburkan di Lusi dan minyak dari lapangan produksi
  • Hasil analisis kandungan minyak yang mempunyai kesamaan genetik dengan batuan-batuan sumber dari Formasi Ngimbang walaupun dapat berbeda dari kematangannya yaitu dari suhu dan waktu pembangkitan minyaknya
  • Hasil analisis cekungan dan geokima mengindikasikan bahwa reservoir telah diisi oleh migrasi hidrokarbon yang dibentuk pada pusat pengendapan yang berlokasi lebih dalam <15 km di timur laut

 ABSTRAK

  • Hidrokarbon dengan volume terbesar di Bumi telah dibangkitkan oleh endapan sedimen kaya material organik dimana mencapai kematangannya melalui penguburan selama skala waktu yang lama

Volume hidrokarbon terbesar di Bumi telah dihasilkan oleh endapan kaya organik yang mencapai kematangannya melalui penguburan (generated by organic-rich deposits that reach their maturity through burial) selama skala waktu yang lama (biasanya selama jutaan tahun).

  • Even geologi intrusi magma atau migrasi cairan hidrotermal dalam paket sedimen yang kaya material organik dapat mempercepat proses pematangannya

Proses pematangan (This process of maturation) ini dapat dipercepat oleh peristiwa geologis yang cepat (can be accelerated by rapid geological events) seperti intrusi magma atau migrasi cairan hidrotermal (intrusions of magma or hydrothermal fluids migration) dalam paket sedimen yang kaya organik.

  • Lusi di Jawa timur merupakan sistem hidrotermal pada sedimen terbear di dunia yang sejak 2006 telah menyemburkan minyak dan gas bersama dengan breksi lumpur mendidih, air dan klastik batuan sebagai suatu contoh dimana fenomena percepatan pematangan dapat secara aktif diamati

Beberapa contoh terdapat di Bumi dimana fenomena ini dapat diamati secara aktif. Lusi (Jawa Timur-Timur, Indonesia) adalah sistem hidrotermal pada sedimen aktif terbesar di dunia (the world largest active sediment-hosted hydrothermal system), dimana sejak tahun 2006 telah menyembur minyak dan gas, bersama dengan breksi lumpur mendidih (boiling mud breccia), air, dan klastik batuan.

  • Semburan lumpur Lusi berlokasi di dalam cekungan migas Jawa Timur dan dikelilingi oleh lapangan produksi hidrokarbon

Semburan lumpur terletak di cekungan minyak bumi petroleum basin) Jawa Timur dan dikelilingi oleh ladang produksi hidrokarbon (and surrounded by hydrocarbon production fields).

  • Migrasi magma dan cairan hidrotermal berasal dari komplek volkanik Arjuno-Welirang bertanggung jawab atas berkelanjutannya aktivitas semburan Lusi

Penyelidikan sebelumnya mengungkapkan bahwa migrasi magma dan cairan hidrotermal (the migration of magma and hydrothermal fluids) berasal dari kompleks vulkanik Arjuno-Welirang yang bertetangga bertanggung (from the neighbouring Arjuno-Welirang volcanic complex) bertanggung jawab atas aktivitas berkelanjutan dari semburan ini (for the continuous activity of this eruption).

  • Telah dilakukan studi analisis geokimia, petrografi organik dan palinologi pada klastik batuan dan minyak yang disemburkan di Lusi dan minyak dari lapangan produksi

Serangkaian analisis geokimia organik (organic geochemistry analyses) yaitu Rock Eval, GC dan GC-MS-MS, petrografi organik, dan studi palynologi telah dilakukan pada klastik batuan dan minyak yang disemburkan di Lusi (on rock clasts and oil erupted at Lusi), serta minyak dari lapangan produksi yang berdekatan (oils from the neighbouring production fields)

  • Hasil analisis kandungan minyak yang mempunyai kesamaan genetik dengan batuan-batuan sumber dari Formasi Ngimbang walaupun dapat berbeda dari kematangannya yaitu dari suhu dan waktu pembangkitan minyaknya

Semua minyak yang dianalisis memiliki kesamaan sumber genetik dari batuan (share the same genetic source rock) yaitu batuan sumber dari Formasi Ngimbang Eosen Tengah Tengah – Oligosen Bawah, tetapi dengan kematangan yang berbeda yang dapat dibedakan yaitu berdasarkan suhu dan waktu pembuatan minyak (temperature and timing of the oil generation).

  • Hasil analisis cekungan dan geokima mengindikasikan bahwa reservoir telah diisi oleh migrasi hidrokarbon yang dibentuk pada pusat pengendapan yang berlokasi lebih dalam <15 km di timur laut

Analisis cekungan dan geokimia menunjukkan bahwa reservoir telah diisi oleh hidrokarbon yang bermigrasi (the reservoirs were filled by migrated hydrocarbons) dimana terbentuk di pusat pengendapan yang lebih dalam (formed in the deeper depositional center) yang terletak di timur laut area studi (dalam jarak <15 km).

  • Namun minyak Lusi menunjukkan kematangan yang sangat rendah

Minyak Lusi sebaliknya menunjukkan kematangan yang sangat rendah (a very low maturity).

  • Data yang mengkerucut menunjukkan bahwa minyak Lusi saat ini diangkat ke permukaan langsung dari Formasi Ngimbang pada kedudukan >3,8km

Data konvergen menunjukkan bahwa minyak Lusi saat ini diangkat ke permukaan (the Lusi oil is currently vented to the surface) langsung dari Ngimbang Fm yang duduk> 3,8 km (directly from the >3.8 km seated Ngimbang Fm.).

  • Cairan intrusi magmatic bertanggung jawab untuk membangkitkan tekanan dan suhu pengangkatan dan saat ini membangkitkan hidrokarbon dalam sedimen kaya material organik

Di sini, cairan magmatik yang diintrusikan (the intruding magmatic fluids) bertanggung jawab atas tekanan dan temperatur yang meningkat (for the elevated pressure and temperatures) dan saat ini mempromosikan pembangkitan hidrokarbon (are currently promoting the hydrocarbon generation) dalam sedimen yang kaya organik.

  • Studi ini menelusuri bahwa Lusi adalah suatu contoh yang luarbiasa, dimana pembangkitan hidrokarbon berskela besar dan proses-proses migrasi dapat diselidiki secara rinci

Studi ini menyoroti bahwa Lusi adalah contoh yang sangat baik, dimana proses pembentukan hidrokarbon dan proses migrasi berkelanjutan dengan skala besar (where large scale ongoing hydrocarbon generation and migration processes) dapat diselidiki secara terperinci (can be investigated in detail).

Ongoing hydrocarbon generation enhanced by magmatic and hydrothermal activity, implications of the Lusi eruption site, NE Java, Indonesia

Abstract

The largest volumes of hydrocarbons on Earth have been generated by organic-rich deposits that reach their maturity through burial during large time scales (typically over millions of years). This process of maturation can be accelerated by rapid geological events such as the intrusions of magma or hydrothermal fluids migration in organic-rich sedimentary packages. Few examples exist on Earth where this phenomenon can be actively observed. Lusi (North-East Java, Indonesia) is the world largest active sediment-hosted hydrothermal system, bursting since 2006 oil and gas, along with boiling mud breccia, water, and rock clasts. The mud eruption is located within the East Java petroleum basin and surrounded by hydrocarbon production fields. Previous investigations revealed that the migration of magma and hydrothermal fluids from the neighbouring Arjuno-Welirang volcanic complex are responsible for the continuous activity of this eruption. A set of organic geochemistry analyses (Rock Eval, GC and GC-MS-MS), organic petrography and palynological studies have been performed on rock clasts and oil erupted at Lusi, as well as oils from the neighbouring production fields. All the analysed oils share the same genetic source rock (i.e. the regional Middle Eocene – Lower Oligocene source rock Ngimbang Fm.), but different maturity can be distinguished (i.e. temperature and timing of the oil generation). Basin and geochemical analyses indicate that the reservoirs were filled by migrated hydrocarbons formed in the deeper depositional center located to the north-east of the study area (within < 15 km distance). The Lusi oil instead indicates a very low maturity. Converging data indicate that the Lusi oil is currently vented to the surface directly from the >3.8 km seated Ngimbang Fm. Here the intruding magmatic fluids are responsible for the elevated pressure and temperatures and are currently promoting the hydrocarbon generation within the organic-rich sediments. This study highlights that Lusi is an excellent example, where large scale ongoing hydrocarbon generation and migration processes can be investigated in detail

 

Lupi EGU 2019 Gelombang Hidrotermal Lusi

Maret 28, 2019

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-9307-1, 2019 EGU

Slide1

Gelombang hidrotermal: Semburan geysering sementara di situs Semburan Lusi, Indonesia

Hydrothermal waves: transient geysering eruptions at the Lusi eruption site, Indonesia.

Matteo Lupi 2019

Ditinjau Oleh: Hardi Prasetyo

Mantan Pimpinan BPLS 2007-2017

Koleksi “Geyser Lusi Library & Virtual Museum”

Matteo Lupi (1), Adriano Mazzini (2), Alessandra Sciarra (3), Marine Collignon (1), Daniel W. Schmid (4), Alwi Husein (5), Anne C. Obermann (6), Giovanni Romeo (3), and Karyono Karyono (7)

(1) University of Geneva, Department of Earth Sciences, Geneva, Switzerland (matteo.lupi@unige.ch), (2) Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), University of Oslo, Norway, (3) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma1, Italy, (4) Physics of Geological Processes (PGP), The Njord Centre, Department of Geosciences, University of Oslo, Norway, (5) Pusat Pengendalian Lumpur Sidoarjo (PPLS), Sidoarjo, Indonesia, (6) Swiss Seismological Service, ETH Zürich, Zürich, Switzerland, (7) National Earthquake and Tsunami warning centre (BMKG), Jakarta, Indonesia

Kata Kunci Abstrak

  • Lusi adalah suatu sistem hidrotermal pada sedimen di Jawa Timur yang menyemburkan cairan hidrotermal pada suhu ~1000C
  • Cairan hidrotermal Lusi terdiri dari campuran gas dan air sebagian besar dari pelepasan volatile magmatik dan biotik dari hasil dehidrasi sekuen tebal yang dipanaskan tubuh magma pada kedalaman
  • Ciri-ciri aktivitas semburan Lusi mencakup beberapa rezim: perioda diam, gelembung, dan gas uap air yang intensif
  • Proses hidrotermal yang meningkat dengan mengeluarkan breksi lumpur mendidih yang dahsyat terkadang menyelingi kegiatan geysering yang reguler
  • Puncak suhu yang tinggi dengan sinyal seismik frekuensi tinggi menandai terjadinya gelombang hidrotermal
  • Bersamaan terjadi puncak yang kontrak dari konsentrasi CH4 dan CO2 yang membedakan dengan aliran fluida
  • Gelombang hidrotermal dikairkan dengan injeksi dalam saluran dangkal yang kaya CH4 dan CO2
  • Pengamatan awal menunjukkan bahwa faktor-faktor eksternal seperti pasut tekanan dan suhu eksternal dapat mempengaruhi pembentukan dari gelombang hidrotermal
  • Temuan dari studi ini menunjukkan dampak disebabkan oleh variasi sedikit pada perubahan kimia-cairan terhadap kedalaman dan menguraikan proses-proses yang berperan pada suatu sistem geysering yang baru lahir

Abstrak

·      sistem hidrotermal pada sedimen di Jawa Timur yang menyemburkan cairan hidrotermal pada suhu ~1000C

Lusi adalah sistem hidrotermal pada sedimen (Lusi is a sediment-hosted hydrothermal system) di Jawa Timur, Indonesia, yang mengeluarkan cairan hidrotermal (erupting hydrothermal fluids) sekitar 100◦C.

  • Cairan hidrotermal Lusi terdiri dari campuarn gas dan air sebagian besar dari pelepasan volatil magmatik dan biotik dari hasil dehidrasi sekuen sedimen tebal yang dipanaskan tubuh magma pada kedalaman

Cairan tersebut meliputi campuran gas dan air yang sebagian besar berasal dari pelepasan volatile magmatik dan biotik (originating mostly from the exsolution of magmatic and biotic volatiles) dan dari dehidrasi sekuens sedimen tebal (from the dehydration of a thick sedimentary sequence) yang dipanaskan oleh benda magmatik di kedalaman (heated by a magmatic body at depth).

  • Ciri-ciri aktivitas semburan Lusi mencakup beberapa rezim: perioda diam, gelembung, dan gas uapair yang intensif

Aktivitas semburan Lusi menampilkan berbagai rezim termasuk periode diam, gelembung dan pelepasan uap intens (including quiescent periods, bubbling and intense vapour degassing).

  • Proses hidrotermal yang meningkat dengan mengeluarkan breksi lumpur mendidih yang dahsyat terkadang menyelingi kegiatan geysering yang reguler

Kegiatan geysering reguler kadang-kadang diganggu oleh proses hidrotermal yang ditingkatkan (enhanced hydrothermal processes) dimana selama itu breksi lumpur mendidih dikeluarkan (which boiling mud breccia is more violently discharged) dengan dahsyat dari lubang erupsi (from the eruptive vents).

Ini menghasilkan apa yang kami definisikan sebagai “gelombang hidrotermal”. Fenomena ini terdiri dari banjir mendadak yang berlangsung dari beberapa menit hingga beberapa jam.

  • Puncak suhu yang tinggi dengan sinyal seismik frekuensi tinggi menandai terjadinya gelombang hidrotermal

Gelombang hidrotermal (Hydrothermal waves) ditandai oleh puncak suhu yang hampir seketika (characterised by almost instantaneous temperature peaks) ditandai oleh sinyal seismik frekuensi tinggi (marked by high frequency seismic signals).

  • Bersamaan terjadi puncak yang kontrak dari konsentrasi CH4 dan CO2 yang membedakan dengan aliran fluida

Puncak tajam konsentrasi CH4 dan CO2 juga membedakan cairan yang dikeluarkan.

  • Gelombang hidrotermal dikairkan dengan injeksi dalam saluran dangkal yang kaya CH4 dan CO2

Gelombang hidrotermal dapat secara langsung dikaitkan dengan injeksi dalam sistem pipa dangkal dari (sangat diturunkan) batch CH4- dan cairan yang kaya CO2.

  • Pengamatan awal menunjukkan bahwa faktor-faktor eksternal seperti pasut tekanan dan suhu eksternal dapat mempengaruhi pembentukan dari gelombang hidrotermal

Pengamatan awal tampaknya menunjukkan bahwa faktor-faktor eksternal seperti pasang surut dan tekanan atmosfer dan variasi suhu (external factors such as tides and atmospheric pressure and temperature variations) dapat memengaruhi pembentukan gelombang hidrotermal (may affect the generation of hydrothermal waves).

  • Temuan dari studi ini menunjukkan dampak disebabkan oleh variasi sedikit pada perubahan kimia-cairan terhadap kedalaman dan menguraikan proses-proes yang berperan pada suatu sistem geysering yang baru lahir

Temuan kami menunjukkan efek yang disebabkan oleh variasi halus dalam perubahan kimia-cairan di kedalaman (the effects caused by subtle variations in fluid-chemistry changes at depth) dan menggambarkan proses yang terjadi (describe processes taking place) di sistem geysering yang baru lahir (at a new-born geysering system)

ABSTRACT

Lusi is a sediment-hosted hydrothermal system in East Java, Indonesia, erupting hydrothermal fluids at about 100◦C. The fluids include a mixture of gas and water originating mostly from the exsolution of magmatic and biotic volatiles and from the dehydration of a thick sedimentary sequence heated by a magmatic body at depth. Lusi’s eruptive activity features various regimes including quiescent periods, bubbling and intense vapour degassing. The regular geysering activity is sometimes interrupted by enhanced hydrothermal processes during which boiling mud breccia is more violently discharged from the eruptive vents. This results in what we define as “hydrothermal waves”. This phenomenon consists in sudden flooding lasting from several minutes to several hours. Hydrothermal waves are characterised by almost instantaneous temperature peaks marked by high frequency seismic signals. Sharp peaks of CH4 and CO2 concentrations also distinguish the discharged fluids. Hydrothermal waves may be directly linked to the injection in the shallow plumbing system of (deeply derived) CH4- and CO2-rich batches of fluids. Preliminary observations seem to indicate that external factors such as tides and atmospheric pressure and temperature variations may affect the generation of hydrothermal waves.

Our findings point out the effects caused by subtle variations in fluid-chemistry changes at depth and describe processes taking place at a new-born geysering system.

MAKALAH TERKAIT: LUPI 2018

Penyempurnaan proses-proses hidrotermal pada sistem semburan Lusi yang baru lahir

Enhanced hydrothermal processes at the new-born Lusi eruptive system, Indonesia

https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2018.09.006

From <https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0377027318300490

Kata Kuci Abstrak

  • Relatif kurang pengertian tentang proses yang terjadi pada sistem hidrotermal yang baru lahir
  • Penyelidikan dilakukan pada aktivitas Lusi sebagai suatu sistem hidrotermal diakomodasi sedimen yang baru lahir
  • Dapat diamati periode Lusi menampilkan peningkatan proses hidrotermal dibandingkan dengan aktivitas geysering yang biasa
  • Peningkatan aktivitas hidroterhal menyebabkan terjadi limpasan mendadak berlangsung selama beberapa menit sampai jam, bersamaan meningkatnya suhu 35-65oC
  • Gelombang hidrotermal ditandai dengan radiasi seismic frekuensi tinggi bersamaan peningkatan yang tajam konsentrasi CH4 dan CO2 pada cairan yang disemburkan
  • Indikasi penaikan cairan dengan upwelling dari puluhan meter dari dekat bawah permukaan
  • Ketidak stabilan pada kolom breksi lumpur karena injeksi cairan kaya CH4 dan CO2 Injeksi ke dalam saluran dangkal, memicu gelombang hidrotermal
  • Temuan kunci memberikan wawasan dinamika pengisian suatu sistem hidrotermal yang baru lahir dan meringkas pengaruh bervariasinya kimia cairan terhadap kedalaman

Abstrak

  • Relatif kurang pengertian tentang proses yang terjadi pada sistem hidrotermal yang baru lahir

Sampai saat ini masih sedikit diketahui tentang proses proses yang terjadi pada sistem hidrotermal yang baru lahir (the processes taking place in new-born hydrothermal systems).

  • Penyelidikan dilakukan pada aktivitas Lusi sebagai suatu sistem hidrotermal diakomodasi sedimen yang baru lahir

Dilakukan penyelidikan aktivitas semburan Lusi, sebagai suatu sistem hidrotermal diakomodasi sedimen (investigate the eruptive activity of Lusi, a sediment-hosted hydrothermal system) yang aktif sejak 2006 di Jawa Timur, Indonesia.

  • Dapat diamati periode Lusi menampilkan peningkatan proses hidrotermal dibandingkan dengan aktivitas geysering yang biasa

Ditunjukkan bahwa bila ditumpangsusunkan dengan aktivitas geysering biasa (that superimposed on the regular geysering activity), Lusi menampilkan periode-periode proses hidrotermal yang ditingkatkan (Lusi features periods of enhanced hydrothermal processes).

Dimana pada masa tersebut breksi breccia lumpur yang mendidih secara merusak dikeluarkan dari lubang erupsi (during which boiling mud breccia is violently discharged from the eruptive vents).

  • Peningkatan aktivitas hidroterhal menyebabkan terjadi limpasan mendadak berlangsung selama beberapa menit sampai jam, bersamaan meningkatnya suhu 35-65oC

Peningkatan aktivitas hidrotermal tersebut menyebabkan terjadinya banjir mendadak yang berlangsung dari beberapa menit hingga beberapa jam (in sudden flooding lasting from several minutes to several hours) dan menampilkan puncak suhu yang hampir seketika (yaitu dari 35 ° C hingga lebih dari 65 ° C dalam waktu kurang dari 2 menit (featuring almost instantaneous temperature peaks i.e. from 35°C to more than 65°C in less than 2min).

  • Gelombang hidrotermal ditandai dengan radiasi seismic frekuensi tinggi bersamaan peningkatan yang tajam konsentrasi CH4 dan CO2 pada cairan yang disemburkan

Aktivitas tersebut disebut sebagai gelombang hidrotermal (Such activity, here named hydrothermal waves) ditandai dengan radiasi seismik frekuensi tinggi dan dibedakan dengan adanya puncak tajam konsentrasi CH4 dan CO2 dalam cairan yang disemburkan (is distinguished by sharp peaks of CH4 and CO2 concentrations in the erupted fluids).

  • Indikasi penaikan cairan dengan upwelling dari puluhan meter dari dekat bawah permukaan

Ini menunjukkan cairan naik secara upwelling (This suggests fluids upwelling) dari setidaknya puluhan meter di dekat bawah permukaan.

  • Ketidak stabilan pada kolom breksi lumpur karena injeksi cairan kaya CH4 dan CO2 Injeksi ke dalam saluran dangkal, memicu gelombang hidrotermal

Injeksi kedalam cairan yang kaya CH4 dan CO2 sistem saluran dangkal (The injection into the shallow plumbing system of CH4- and CO2-rich batches of fluids) dapat meningkatkan ketidakstabilan di kolom lumpur-breksi (may promote instabilities in the mud-breccia column yang) menyebabkan gelombang hidrotermal (leading to the hydrothermal waves).

  • Temuan kunci memberikan wawasan dinamika pengisian suatu sistem hidrotermal yang baru lahir dan meringkas pengaruh bervariasinya kimia cairan terhadap kedalaman

Temuan kami memberikan wawasan kunci (Our findings provide key insights) ke dalam dinamika pengisian pada kedudukan dal am (into the deep charging dynamics) dari sistem hidrotermal yang baru lahir (of a new-born hydrothermal system) dan menyoroti efek oleh variasi halus dalam perubahan cairan-kimia di kedalaman (subtle variations in fluid-chemistry changes at depth).

 

 

EGU 2019 Osorio Kajian Lusi Library&Virtual Museum

Maret 16, 2019

Seri Ceramah/Kuliah Umum di FT Geologi UNPAD, Maret 2019

Slide7

Edisi Mengikuti Pertemuan Tahunan EGU di Austria 2019 secara IMAJINER!

Dikontribusikan oleh Hardi Prasetyo, Mantan Pimpinan BPLS 2007-2017, merangkap “Scientific Manager”, merupakan Rangkaian Kerjasama BPLS-LUSI LAB 2012-2017

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-18752-1, 2019 EGU General Assembly 2019.

Model Geologi 3-D Tubuh Lumpur Lusi berdasarkan data gravitasi

Geological 3D model of the Lusi mud edifice based on gravity data, East Java, Indonesia

Álvaro Osorio (1), Guillaume Mauri (1), Adriano Mazzini (2), and Stephen Miller (1) (1) Centre for hydrogeology and geothermics, University of Neuchâtel, Switzerland, (2) Centre for Earth Evolution and Dynamics (CEED), Department of Geosciences, University of Oslo, Norway

Pokok-pokok dan Kajian kata kunci Abstrak 

  • Lusi sistem hidrotermal ditempati sedimen yang terus menyembur sejak kelahirannya Mei 2006 
  • Kelanjutan semburan dan penurunan membentuk bangununan lumpur 7 km2 di permukaan 
  • Tujuan penelitian untuk menyelidiki struktur bawah permukaan vent Lusi aktif menggunakan model gravimetri untuk kenampakan 3D 
  • Peta anomali Bouguer dibangun dengan acuan densitas 2670kg/m3 
  • Telah dindentifikasikan dua zona amblesan sebagai struktur depresi pola “pull-apart” dibingkai sesar-sesar utama
  • Diindikasikan bahwa dasar dari bentuk corong tubuh lumpur mencakup dari permukaan sampai kedalaman ~319m, berdasarkan adanya penurunan gravitasi pada lokasi vent Lusi 
  • Dilakukan pemodelan 3D untuk memperjelas ciri geologi dimana tergantung dari nilai kepadatan dan geometri cekungan 
  • Output model 3D ditingkatkan dengan memasukkan patahan, amblesan, litologi, kepadatan yang dibatasi oleh Peta gravimetri 
  • Terdapat korelasi yang baik antara model-model dan data yang diamati 
  • Keluaran akhir suatu model 3D menyeluruh dari bangunan lumpur Lusi, dengan struktur depresi “pull-apart” dan kaitannya dengan patahan 
  • Hasil menyediakan pembatasan penting bawah permukaan Lusi untuk kemungkinan eksploitasi dari sumberdaya dari sistem ini ke depan

 Abstrak: Kajian Kontekstual

  • Lusi sistem hidrotermal ditempati sedimen terus menyembur sejak kelahirannya Mei 2006 

Lusi sebagai sistem hidrotermal pada sedimen (The Lusi sediment-hosted hydrothermal system) yang berlokasi di dekat Sidoarjo di Jawa Tengah, Indonesia telah berlanjut menyembur sejak 2006.

  • Kelanjutan semburan dan penurunan membentuk bangununan lumpur luas~7 km2 di permukaan

Semburan dan amblesan yang berlanjut menciptakan bangunan lumpur yang meluas di permukaan 7 km2.

  • Tujuan penelitian untuk menyelidiki struktur bawah permukaan vent Lusi aktif menggunakan model gravimetri untuk kenampakan 3D

Tujuan Penelitian ini untuk menyelidiki geometri struktur bawah permukaan di bawah vent Lusi aktif (investigate the geometry of the subsurface structures below the active Lusi vent) menggunakan model gravimetri rinci untuk membangun visualisasi 3D.

  • Peta anomali Bouguer dibangun dengan acuan densitas 2670kg/m3

Untuk peta anomali Bouguer, kerapatan referensi 2670 kg/m3 ditentukan melalui metode Nettleton dan metode korelasi statistik.

  • Telah dindentifikasikan dua zona amblesan sebagai struktur depresi pola “pull-apart” dibingkai sesar-sesar utama

 Peta anomali residu Bouguer yang diperoleh telah memungkinkan mengidentifikasi dua zona amblesan (two subsidence zones interpreted) yang diinterpretasikan sebagai depresi-depresi struktur pola pull-apart yang dibingkai oleh patahan utama (as pull-apart structural depressions framed by master faults).

  • Diindikasikan bawa dasar dari bentuk corong tubuh lumpur mencakup dari permukaan sampai kedalaman ~319m, berdasarkan adanya penurunan gravitasi pada lokasi vent Lusi

Inversi 2D dari penurunan gravimetrik yang kuat terletak di atas lokasi ventilasi Lusi menunjukkan bahwa bagian bawah bangunan lumpur berbentuk corong mencakup dari permukaan sampai ke kedalaman 319 ± 11 m.

  • Dilakukan pemodelan 3D untuk memperjelas ciri geologi dimana tergantung dari nilai kepadatan dan geometri cekungan

Pemodelan 3D pertama dari wilayah tersebut dibangun dengan GRAV3D untuk menyoroti fitur geologis utama (to highlight the main geological features).

Model ini bergantung pada kontras kepadatan struktur (on density contrasts of the structures), informasi yang tersedia tentang geometri cekungan (basin geometry), dan peta anomali Bouguer residual yang diinterpretasikan yang diperoleh melalui metode interpolasi geostatiscal.

  • Output model 3D ditingkatkan memasukkan patahan, amblesan, litologi, kepadatan yang dibatasi oleh Peta gravimetri

Selanjutnya, menggunakan Geomodeller, output model 3D ditingkatkan dengan memasukkan patahan, kedalaman amblesan (subsidence depth), litologi yang lebih tepat, variasi kepadatan, dan semua dibatasi oleh peta gravimetri residual (all constrained by the residual gravimetric map).

  • Terdapat korelasi yang baik antara model-model dan data yang diamati

Algoritma 3D maju dan terbalik dihitung dan divalidasi dengan menunjukkan korelasi yang baik antara model dan data yang diamati.

  • Keluaran akhir suatu model 3D menyeluruh dari bangunan lumpur Lusi, dengan struktur depresi “pull-apart” dan kaitannya dengan patahan

Hasil akhir adalah model 3D menyeluruh dari bangunan lumpur Lusi (a full 3D model of the Lusi mud edifice), dengan depresi-depresi struktur “pull-apart” (the pull-apart structural depressions) dan hubungannya dengan patahan.

  • Hasil menyediakan pembatasan penting bawah permukaan Lusi untuk kemungkinan eksploitasi dari sumberdaya dari sistem ini ke depan

Hasil ini memberikan pembatasan penting pada bawah permukaan  Lusi  untuk kemungkinan eksploitasi sumber daya panas bumi di masa depan dari sistem ini (for possible future exploitation of geothermal resources from this system).

Abstract

The Lusi sediment-hosted hydrothermal system located near Sidoarjo in Central Java, Indonesia has erupted continuously since 2006. The continuous eruption and subsidence created a 7 km2 mud edifice that extends on the surface. The present study aims to investigate the geometry of the subsurface structures below the active Lusi vent using a detailed gravimetric model to build a 3D visualization. For the Bouguer anomaly map, the reference density of 2670 kg/m3 was determined through the Nettleton method and statistical correlation methods. The obtained residual Bouguer anomaly map allowed the identification of two subsidence zones interpreted as pull-apart structural depressions framed by master faults. The 2D inversions of the strong gravimetric decreases located over Lusi vent sites indicate that the bottom of the funnel-shaped mud edifice extends from the surface to a depth of ca. 319 ± 11 m. A first 3D modelisation of the area was constructed with GRAV3D to highlight the main geological features. This model relies on density contrasts of the structures, available information on the basin geometry, and the interpreted residual Bouguer anomaly map that was obtained through geostatiscal interpolation methods. Then, using Geomodeller, the 3D model output was improved by incorporating faults, subsidence depth, more precise lithologies, density variations, and all constrained by the residual gravimetric map. Forward and inverse 3D algorithms were calculated and validated by demonstrating good correlations between models and observed data. The final output is a full 3D model of the Lusi mud edifice, with the pull-apart structural depressions and their relationship to the faults. These results provide important constraints on the Lusi subsurface for possible future exploitation of geothermal resources from this system.

ALBUM LUSI LIBRARY&VIRTUAL MUSEUM 2018

Makalah terkait dari penulis kedua Mauri 2007

https://hardiprasetyolusi.wordpress.com/2017/05/12/mauri-2017-wawasan-tentang-struktur-aktivitas-bangunan-lumpur-lusi/

Mauri 2017:

Wawasan tentang struktur aktivitas bangunan lumpur Lusi dari pemantauan gravitasi di daratan

Insights on the   activity of Lusi mud edifice from land gravity monitoring

 Poster, Pertemuan EGU 2017 di Austria

SERI LUSI UNGGULAN STUDI MUD VOLCANO DI DUNIA

MAKALAH 2017:

Dikontribusikan oleh Prof. Dr. Hardi Prasetyo

Mantan Pimpinan BPLS 2006-2017

Guillaume Mauri, Alwi Husein, Karyono Karyono, Soffian Hadi, Hardi Prasetyo, Matteo Lupi, Anne Obermann, Adriano Mazzini, Stephen A. Miller.

EGUMORI2017-1A

Catatan: Naskah Digital dari Dokumen ini diterima dari Penulis utama Dr.Guillaume Mauri

POKOK POKOK BAHASAN

  •  Kesimpulan di lokasi Semburan Lusi (Conclusion on Lusi eruption site)
  • Tujuan Studi (Aims of the Study)
  • Kedudukan Tektonik (Tectonic Setting)
  • Data Gravitasi Daratan (Land Gravity data)
  • Interpretasi Peta Bouguer (Interpretation of Bouguer Map)
  • Asal mula anomali (Origin of anomalies)
  • A & G sepanjang Patahan (along the fault)
  • Interpretasi survei Dinamis (Interpretation of the Dynamic survey)

Kesimpulan di lokasi Semburan Lusi  (Conclusion on Lusi eruption site)

EGUMORI-GAM1

Gamb. 1: Lusi dengan latarbelakang busur volkanik (volkanik the volcanic arc).

 Investigasi spasial 1-1,4 mGal dalam amplitudo (Spatial investigation):

  • Penurunan gravitasi (Gravity decreases) terkait dengan penebalan lumpur (associated to mud thickening).
  • Peningkatan gravitasi (Gravity increases) pada lintasan A, G sepanjang patahan (along the fault) berasosiasi dengan peningkatan kerapatan (associated to density increase) lumpur & sedimen (of mud & sediment).

Di bawah tekanan kompresi (under compressional forces) yang ditimbulkan oleh pergerakan kinetik (generated by kinetic displacement).

Karena terjadinya amblesan dari lapisan lumpur (due to subsiding mud Layer) di zona kaldera (the caldera zone) dan tubuh sedimen, yang mengalami pengangkatan di Timur (uplifting sediment body on the East).

Penyelidikan temporal (Temporal investigation):

  • Pertumbuhan tubuh sebesar 0,009 mGal/bulan,
  • Dinamika semburan dari percampuran lumpur yang terangkat (0,020 mGal selama 12-13jam):
  • Perubahan densitas sebesar 400-450 kg/m, setara dengan rasio perubahan gas 27-31%.

Tujuan Studi (Aims of the Study)

Umum perubahan medan gravitasi:

Perubahan lokal pada medan gravitasi (Locally changes in the gravity field) berhubungan dengan perubahan densitas atau volume pada kedalaman (change in density or volume at depth).

Studi ini bertujuan untuk menyelidiki:

  • Struktur bangunan lumpur (Structure of the mud edifice) setelah 10 tahun dari suatu semburan yang berlanjut (after 10 years of continuous eruption) dengan menggunakan pemetaan Bouguer (Bouguer mapping).
  • Tingkat pertumbuhan tubuh lumpur lebih dari 1 tahun (Growth rate of the mud edifice over 1 year), dengan menggunakan survei gravitasi dinamis (using dynamic gravity survey).
  • Perubahan jangka pendek dalam dinamika semburan lumpur (Short term change in the mud eruption dynamism) (lebih dari <1 hari) berdasarkan sinyal gravitasi (based on the gravity signal).
  • Dimana terkait dengan perubahan densitas (related to change in density) yang terjadi di pada lumpur yang naik (happening within the rising mud).
  • Telah dilakukan survei gravitasi darat (land gravity surveys) pada kurun waktu dari November 2015 sampai November 2016,

EGUMORI-GAM2

Gamb. 2: Ringkasan kedudukan tektonik dari Asia Tenggara (Simplified tectonic setting of SE Asia).

Kedudukan Tektonik (Tectonic Setting)

Terletak di tepian tenggara dari lempeng Eurasia (SE margin of the Eurasian Plate), Pulau Jawa adalah bagian dari busur vulkanik (a part of the volcanic arc) yang terkait dengan subduksi lempeng Indo-Australia (associated the subduction of the Indo-Australian plate) di bawah lempeng Eurasia (beneath the Eurasian plate).Jawa Timur dapat dibagi menjadi 3 zona (Eastern Java can be divided into 3 zones), yaitu:

  • Utara: Suatu dataran (a plain made) yang disusun oleh pojok landas kontinen (the continental shelf edge);
  • Tengah: Topografi dataran dan vulkanik (plain and volcanic topography), disusun oleh ofiolit terakrasi berumur Kapur dan formasi busur vulkanik (the cretaceous accreted ophiolites & volcanic arc formations).
  • Selatan: Disusun oleh kerak benua Eurasia berumur “archaean” (Archaean continental crust),ditutupi oleh formasi busur vulkanik (covered by volcanic arc formations).

 Patahan regional Watukosek (regional Watukosek fault) memotong seluruh bagian daratan (the crosses the entire land).

Dimana telah menghubungkan pusat-pusat vulkanik di selatan (connecting the volcanic centers in the south) kearah  tubuh lumpur Lusi di utara (to the mud edifice in the north).

Sistem Patahannaik Kendeng (Kendeng Thrust Fault System (KTFS)), berorientasi T-B.

Dikaitkan dengan ofiilit (is associated to the ophiolite) dan membentuk antarmuka antara ofiolit (made the interface between the ophiolite), dengan landas kontinen (the continental shelf). Jawa Timur menampung setidaknya 13 tubuh lumpur (mud edifices), semuanya berorientasi T-B, dimana didistribusikan sejajar dengan Sistem Patahan Naik Kendeng (distributed parallel to the KTFS). Semburan lumpur Lusi adalah yang termuda (Lusi mud eruption is the youngest), dimana telah lahir pada tahun 2006.

Terletak di persimpangan (is located at the intersection) antara sistem patahan Watukosek (between the Watukosek fault system), berarah BS-UT, W1 & W2 pada gambar 3 dan satu set patahan lainnya (UB-ST, W3 pada gambar 3 (another set of fault NW-SE).

Data Gravitasi Daratan (Land Gravity data)

Survei gravitasi mencakup wilayah seluas 56 km2.

Pengukuran-pengukuran densitas:

Lumpur kering (dry mud)= ~1800 kg.m-3, lumpur cair (liquid mud) = 1100 kg.m, sedimen (sediment) berdasarkan pada variasi dari klastika (based on a wide variety of clasts) =~1840 kg.m-3.

Koreksi Gravitasi termasuk (Gravity correction includes):

–      Pasang surut Bumi (Earth Tide), Pasut Samudera (Oceanic Tide)  dengan Model OT11a menggunakan Tsoft (using Tsoft).

Parameter-parameter samudera menggunakan program Chalmers (oceanic load parameters using Chalmers program) [2,3].

EGUMORI-GAM3

Gamb. 3: Peta anomali (Residual Bouguer anomaly map) dari tubuh lumpur Lusi (of Lusi mud edifice) dan lahan di sekitarnya (the surrounding land) dihitung untuk kerapatan referensi (calculated for a reference density) 2670 kg.m

Koreksi Bouguer (Bouguer corrections) digunakan  3 nilai DEM yaitu 5m, 30m, 100m, dimana mencakup nilai Batimetri Samudera [4]  (which include Bathymetric Chart of the Oceans) menggunakan kode CorrTopo [5] (using CorrTopo code).

–    Tren secara regional (Regional trend) berkurang dari Baratdaya ke Timurlaut.

Karena akar dari busur volkanik (due to roots of the volcanic arc) telah dihilangkan (has been removed) menggunakan interlopasi bilinier (using a bilinear interpolation) dari data Bouguer terkoreksi (of the Bouguer-corrected data).

Interpretasi Peta Bouguer (Interpretation of Bouguer Map)

Tubuh lumpur (Mud edifice):

Gravitasi menurun (gravity decreases) sampai 1 mgal, terkait dengan peningkatan ketebalan lumpur (associated to mud thickness increase). Perpanjangan lateral ketebalan lumpur dibatasi (Lateral extension of the mud thickness is delimited) oleh:

–      Patahan di bagian barat tubuh (Faults in West part of the edifice), dan zona kaldera lumpur  atau kolam lumpur (the mud caldera zone as mud pool),

–      Tingkat kecepatan sedimentasi yang lebih tinggi (Higher sedimentation rate) dari partikel lumpur (of mud particles) di Selatan, karena retensi kolam (the retention ponds) dibatasi oleh timbunan (delimited by the embankment).

Struktur Cekungan (Basin Structures):

Variasi gravitasi (gravity variations)mencapai  amplitude 2 mGal dalam, terkait dengan struktur cekungan sedimen (associated to sediment basin structures). Peningkatan gravitasi melintasi peta dari pojok Baratlaut-Tenggara, kemungkinan disebabkan oleh struktur antiklin (due to anticline structure) yang tersusun dari sedimen yang lebih padat (made of denser sediments).

EGUMORI-GAM4

Gambar4: Pembesaran dari Gbr. 3 pada Tubuh lumpur Lusi (Lusi mud edifice). Garis merah adalah batas lateral penebalan tubuh lumpur (thickening of the mud edifice) menggunakan Vertikal Kedua Analisis Derivatif.

Asalmula anomali (Origin of anomalies) A & G sepanjang Patahan (along the fault)

Dari hasil model:

Pencocokan silinder vertikal (vertical cylinder matching) dari anomali yang diamati (observed anomalies) kemungkinan terdiri dari komposisi heterogen (is likely of heterogeneous composition) yang terbuat dari materialyang dipadatkan (made of compacted material):

  • Lumpur di bagian atasnya (mud in its upper part), dengan kenaikan densitas (density increased) sebesar27%,
  • Formasi sedimen dari Cekungan Kendeng (sediment formation from the Kendeng Basin) di bagian bawahnya, dengan kenaikan densitas 16%. Bagian ini menipis (They are pinched) di sepanjang patahan yang bergerak (along the moving fault).

Antara  lapisan lumpur yang ambles (between subsiding mud layer) dari zona kaldera (the caldera zone) dan bagian sedimen yang mengalami pengangkatan di timur (uplifting sediment body on the East).

Interpretasi survei Dinamis (Interpretation of the Dynamic survey)

 Jaringan 4 stasiun Network of 4 stations telah disurvei beberapa kali selama setiap tahapan dari survei lapangan.

EGUMORI-GAM5

  • Gambar. 5: Peta dinamika & stasiun pemantauan berkelanjutan (Map of dynamic & continuous monitoring stations).
    • Semua data telah dikoreksi dari efek pasang surut bumi & samudra (of Earth & Oceanic tide effect, dan efek pengapungan (drift effect).
      • Hanya stasiun 101, terdekat dengan zona aktif, menunjukkan peningkatan gravitasi yang jelas (shows a clear gravity increase) sebesar ~ 0,009 mGal/ bulan.

      Kenaikan gravitasi yang konstan ini (This constant gravity increase) ditafsirkan sebagai pertumbuhan bangunan lumpur dari waktu ke waktu (the growth of the mud edifice over time).

    • Penyelidikan temporal (Temporal investigation:
      • Pertumbuhan tubuh (Edifice growth) Lusi sebesar 0,009 mGal/ bulan,
      • Dinamika semburan (eruptive dynamism) campuran lumpur yang menaik (of rising mud mixure) sebesar 0,020 mGal selama 12-13jam. Perubahan densitas sebesar (Density change) 400-450 kg m, setara dengan perubahan gas Rasio (equivalent to Gas ratio change) antara  27-31% .

Interpretasi pemantauan terus menerus (Interpretation of the continuous monitoring)

 2 percobaan:

–      Lokasi A di bulan Juni 2016; Lokasi B pada bulan Agustus 2016.

EGUMORI-GAM6

Gambar 6: Pemantauan di Situs A antara tanggal 2 Juni 2016 dan 10 Juni 2016.

Pandangan citra satelit (Satellite view) mencermati jarak antara kawah (the distance between the vents) dan stasiun gravitasi (the gravity station).

Analisis data:

–      variasi gravitasi (gravity variations) sampai 0,020 mGal sebagian besar berubah selama periode 12 sampai 13 jam.

–      Aliran lumpur permukaan (Surface mud flow)  sebesar <0,001 mGal pada jarak 20 m dan pertumbuhan tubuh lumpur (~ 0,009 mGal/ bulan) tidak dapat menjelaskan variasi gravitasi yang diamati.

–    Hanya perubahan kepadatan campuran lumpur yang naik (Only density change of mud mixture rising) melalui zona kaldera (through the caldera zone), yang bisa menjelaskan variasi gravitasi yang diamati (the observed gravity variations).

Model gravitasi (Gravity models pada Gambar 9):

–      Silinder vertikal 3D (3D vertical cylinder), & kontras kerapatan (density contrasts) antara  400-450 kg m keseimbangan masa (kg m-3):

–      Breksi lumpur: 800,

–      campuran (50% fluida): 1450

–      kepadatan gas total: ~ 0,819 -3 dari literatur [6].

Variasi gravitasi setara dengan (Gravity variations are  equivalent to) 27-31% rasio gas yang berubah terhadap waktu (of gas ratio change over time).

EGU 2019 Mazzini Kajian Lusi Library

Maret 16, 2019

Seri Materi Kuliah Umum di FT Geogi UNPAD Maret 2019

Perkiraan gas yang dikeluarkan Lusi sistem hidrotermal pada sedimen 

Estimates of gas release at the LUSI sediment-hosted hydrothermal system, Java, Indonesia

Google Search: Estimates of gas release at the LUSI sediment-hosted hydrothermal … https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2019/EGU2019-11159.pdf

“Lusi is a sedimenthosted hydrothermal system located in North-East Java, Indonesia. This eruption has been ac- tively bursting boiling mud breccia, oil, gas, …”

Ditinjau oleh Hardi Prasetyo

Edisi “MENGIKUTI PERTEMUAN EGU 2019 SECARA IMAJINER”

Kontribusi “LUSI LIBRARY &VIRTUAL MUSEUM 2019”

Slide1

Geophysical Research Abstracts Vol. 21, EGU2019-11159, 2019 EGU General Assembly 2019

Adriano Mazzini (1), Alessandra Sciarra (2), Giuseppe Etiope (2), Alwi Husein (1,3), and Henrik Svensen (1)

(1) CEED – University of Oslo, CEED, Oslo, Norway (adriano.mazzini@geo.uio.no), (2) Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Rome, Italy, (3) PPLS, Surabaya, Indonesia

Pokok dan Kata Kunci Abstrak

  • Pengenalan Lusi sebagai sistem hidrotermal yang ditempati sedimen
  • Sejak kelahirannya Lusi terus menyemburkan breksi lumpur panas, minyak, gas dan air saat ini menutupi area 7km2
  • Ribuan rembesan aktif mengelilingi pusat semburan utama ditandai dengan perilaku semburan geysering
  • Lusi ditenagai oleh intrusi magmatik pada kedalaman, cairan hidrotermal bermigrasi dari komplek gunungapi Arjuno-Welirang ke zona salurannya
  • Tujuan penyelidikan untuk memperkirakan jumlah gas dilepaskan dari rembesan dan lubang utama selanjutnya memetakan jalur utama migrasi cairan, gas utama uap air, CO2 dan CH4 dikeluarkan Lusi
  • Hasil penting area pelepasan gas utama berada di sepanjang zona deformasi sistem Patahan Watukosek yang menghubungkan Lusi dengan gunungapi didekatnya
  • CH4 dilepaskan dari ribuan rembesan satelit dan yang tidak terlihat
  • Gas CO2 mendominasi di vent utama pada fase geysering dan saat diam
  • Telah dikeluarkan satuan Jutaan ton Karbon ke atmosfer sejak awal aktivitas Lusi
  • Keunikan Lusi saat ini (PRESENT) di Bumi dengan karakteristik yang umum dari komplek vent hidrotermal dari geologi masa lalu (THE PAST)
  • Komplek vent hidrotermal terbangun hasil pelepasan gas di cekungan sedimen dipengaruhi oleh tubuh batuan beku yang besar, mungkin sebagai pengendali perubahan iklim yang cepat
  • Lusi dipandang merupakan satu-satunya analogi modern untuk sistem purba tersebut
  • Kuantitasifikasi pelepasan gas Lusi mempunyai kapasitas untuk pemahaman lebih baik tentang pelepasan Karbon pada kurun waktu dari suatu cekungan sedimen

Pendalaman dan Tinjauan ABSTRAK

  • Pengenalan Lusi sebagai sistem hidrotermal yang ditempati sedimen

Lusi adalah sistem hidrotermal pada sedimen (a sediment-hosted hydrothermal system (SHHS)) yang berlokasi di Jawa Timur Utara, Indonesia.

  • Sejak kelahirannya Lusi terus menyemburkan breksi lumpur panas, minyak, gas dan air saat ini menutupi area 7km2

Semburan Lusi telah secara aktif menyemburkan breksi lumpur mendidih (mud breccia), minyak, gas, dan air  sejak tanggal 29 Mei 2006 dan sampai hari ini telah menempati suatu wilayah seluas 7km2.

  • Ribuan rembesan aktif mengelilingi pusat semburan utama ditandai dengan perilaku semburan geysering

Pada area yang luas ini tersebar ribuan situs rembesan aktif (active seepage sites) yang mengelilingi lubang utama berdiameter 100 m (central vent) dimana ditandai dengan perilaku geysering (a geysering behavior).

  • Lusi ditenagai oleh intrusi magmatik pada kedalaman, cairan hidrotermal bermigrasi dari komplek gunungapi Arjuno-Welirang ke zona salurannya

Investigasi geofisika, petrografi, dan geokimia mengungkapkan (Geophysical, petrography, and geochemical investigations) bahwa Lusi ditenagai oleh suatu intrusi magmatik di kedalaman (Lusi is fuelled by a magmatic intrusion at depth).

Disamping itu cairan hidrotermal telah bermigrasi dari kompleks gunungapi Arjuno-Welirang yang bertetangga (hydrothermal fluids migrate from the neighbouring Arjuno-Welirang volcanic complex) ke zona saluran Lusi (into the Lusi conduit zone).

  • Tujuan penyelidikan untuk memperkirakan jumlah gas dilepaskan dari rembesan dan lubang utama selanjutnya memetakan jalur utama migrasi cairan, gas utama uap air, CO2 dan CH4 dikeluarkan Lusi

Survei khusus dirancang untuk:

1) Memperkirakan jenis dan jumlah gas yang dilepaskan dari rembesan dan dari pusat vent (the central vent), dan

2) Memetakan jalur yang layak untuk migrasi cairan (for the fluids migration).

Selain gas utama yang dilepaskan dari Lusi yaitu uap air, CO2 dan CH4

  • Hasil penting area pelepasan gas utama berada di sepanjang zona deformasi sistem Patahan Watukosek yang menghubungkan Lusi dengan gunungapi didekatnya

Hasil menunjukkan bahwa area pelepasan gas yang inten berada di sepanjang zona perekahan (fractured zones) dari sistem sesar Watukosek yang berorientasi UT-SB (NE-SW oriented Watukosek fault system). Sistem patahan ini menghubungkan Lusi dengan gunungapi di sekitarnya.

  • CH4 dilepaskan dari ribuan rembesan satelit dan yang tidak terlihat

Seluruh area di sekitar kawah utamanya melepaskan CH4 dari ribuan rembesan satelit (satellite seeps) dan rembesan yang tak terlihat (invisible diffuse seepage).

  • Gas CO2 mendominasi di vent utama pada fase geysering dan saat diam

Sebaliknya, vent utama atau pusat semburan didominasi oleh CO2 (contrast, the central vent is CO2–dominated baik selama fase-fase diam dan geysering (the quiescent and geysering phases).

  • Telah dikeluarkan satuan Jutaan ton Karbon ke atmosfer sejak awal aktivitas Lusi

Diperkirakan bahwa dari sejak awal aktivitasnya Lusi telah melepaskan karbon ke atmosfer dalam urutan satuan Jutaan Ton JT

  • Keunikan Lusi saat ini (PRESENT) di Bumi dengan karakteristik yang umum dari komplek vent hidrotermal dari geologi masa lalu (THE PAST)

 Lusi Saat ini merupakan suatu yang unik di Bumi (Lusi is unique on Earth today), dimana memiliki beberapa karakteristik yang umum disebut komplek-komplek vent hidrotermal (hydrothermal vent complexes) dari masa lalu geologi (from the geological past).

  • Komplek vent hidrotermal terbangun hasil pelepasan gas di cekungan sedimen dipengaruhi oleh tubuh batuan beku yang besar, dapat berperan sebagai pengendali perubahan iklim yang cepat

Komplek-komplek vent hidrotermal yang telah dibangun (The hydrothermal vent complexes) sebagai hasil dari pelepasan gas di cekungan-cekungan sedimen (degassing in sedimentary basins) dimana dipengaruhi oleh mandala yang besar batuan beku (Large igneous provinces), dan mungkin bertanggung jawab atas perubahan iklim yang cepat seperti peristiwa Toarcian dan PETM (the Toarcian event and the PETM).

  • Lusi dipandang merupakan satu-satunya analogi modern untuk sistem purba tersebut

Penulis berpendapat bahwa Lusi merupakan satu-satunya analog modern untuk sistem palaeo ini (that Lusi represents the only modern analogue for these palaeo systems).

  • Kuantitasifikasi pelepasan gas Lusi mempunyai kapasitas untuk pemahaman lebih baik tentang pelepasan Karbon dalam kurun waktu dari suatu cekungan sedimen

Oleh karena itu, kuantitasifikasi pelepasan gas Lusi memegang kapasitas  untuk pemahaman yang lebih baik tentang dinamika pelepasan gas karbon dalam waktu dari cekungan sedimen (of the dynamics of deep time carbon degassing from sedimentary basins).

LINK EBOOK YANG RELEVAN

ALBUM LUSI LIBRARY

Mazzini 2017c: Geokimia dan Asalmula Air Hidrotermal Disemburkan di Lusi, Indonesia

MAZZINI 201719I-1

MAZZINI 201719I-1a

Makalah Ilmiah Yang Ditinjau:

The geochemistry and origin of the hydrothermal water erupted at Lusi, Indonesia

Adriano Mazzini a, *, Florian Scholz b, Henrik H. Svensen a,

Christian Hensen b, Soffian Hadi c

a CEED, University of Oslo, Oslo, Norway b Geomar, Kiel, Germany

c BPLS, Surabaya, Indonesia

Ditinjau Oleh Prof. Dr. Hardi Prasetyo

Pimpinan Penanggulangan Bencana Lusi dan “Science Manager” 2007-2017

GEOLUSI-VIDEO

Untuk Geyser Lusi Library & Virtual Museum

Slide1

Makalah telah dikontribusikan langsung oleh Penulis Utama, Dr. Andriano Mazzini

Selaku Koordinator LUSI-LAB

Merupakan kerjasama berkelanjutan LUSI-LAB dan BPLS sejak tahun 2013-2017 selanjutnya akan dilanjutkan LUSI LAB -PPLS

Kata Kunci:

  • Semburan Lusi (Lusi eruption)
  • Induk-sedimen sistem hidrotermal (Sediment-hosted hydrothermal system)
  • gunung lumpur (Mud volcanoes)
  • Patahan geser Watukosek (Watukosek strike-slip)
  • Komplek volkanik Arjuno-Welirang (Arjuno-Welirang volcanic complex Indonesia)

Pokok-pokok Kesimpulan

MAZZINI 201719I-12

  • Penyelidikan selama 8 tahun di lokasi semburan Lusi menunjukkan komposisi air yang disemburkan relatif konstan
  • Memungkinkan mengklasifikan perbedaan komponen-komponen dan interaksinya yang terjadi di sistem saluran Lusi
  • Air dari kawah Lusi menunjukkan anomali kimia, dengan adanya pengkayaan yang luar biasa dari beberapa elemen, dibandingkan dengan mud volcano lainnya yang berinduk pada cekungan sedimen yang sama
  • Fluida berasal dari dehidrasi lempung berasal dari Formasi Kelibeng dan Ngimbang
  • Diindikasikan oleh adanya deplesi pada Cl dan Na dibandingkan dengan air laut, pengkayaan Li dan B, dan d 18O
  • Tingginya Li/Cl di Lusi indikasi suhu pada kisaran tipe diagenetik, kemungkinan diinjeksi dari fluida berasal dari basement
  • Data pendukung konsentrasi Br dan L yang rendah dicirikan proses di basement dengan material organik yang rendah
  • Keunikan koleksi data yang terhimpun menyediakan suatu peluang langka untuk mengamati variasi geokimia dari semburan mud volcano yang masih aktif
  • Pemikiran baru bahwa sistem saluran air Lusi jauh lebih dalam dari perkiraan sebelumnya
  • Naiknya fluida hidrotermal yang bersiklus sebagai konsekuensi semburan Lusi dan komplek volkanik AW telah berhubungan 
  • Rekahan dari sistem patahan Watukosek sebagai jalan keluar yang paling mungkin untuk migrasi fluida ke permukaan

Kesimpulan

MAZZINI 20179

Penyelidikan selama 8 tahun di lokasi semburan Lusi menunjukkan komposisi air yang disemburkan relatif konstan

Pemantauan secara ekstensif yang dilakukan selama 8 tahun di lokasi semburan Lusi telah menunjukkan bahwa komposisi air “bersumber dalam” yang disemburkan relatif konstan (revealed a fairly constant composition of erupted waters).

Kemungkinkan mengklasifikan perbedaan komponen-komponen dan interaksinya yang terjadi di sistem saluran Lusi

Analisis perbandingan dengan kedudukan dan struktur lainnya di Jawa timurlaut  memungkinkan mengklasifikasikan perbedaan komponen-komponen (allowed classification of different components) dan interaksinya yang sedang berlangsung (interactions ongoing) pada sistem saluran Lusi (in the Lusi plumbing systems) (Gambar 9).

Slide015

 Air dari kawah Lusi menunjukkan anomaly kimia, dengan adanya pengkayaan yang luar biasa dari pada elemen, dibandingkan dengan mud volcano lainnya yang berinduk pada cekungan sedimen yang sama.

Komposisi air Lusi menunjukkan adanya suatu anomali geokimia (Lusi waters represent a geochemical anomaly) dengan suatu pengkayaan yang luar biasa pada beberapa elemen (with a remarkable enrichment in some elements).

Khususnya bila dibandingkan dengan mud volcano lainnya di Jawa dimana berinduk pada pembentukan cekungan yanga sama (hosted in the same basinal formations).

Fluida berasal dari dehidrasi lempung berasal dari Formasi Kelibeng dan Ngimbang:

Salah satu bagian yang signifikan dari fluida Lusi menunjukkan berasal dari proses dehidrasi mineral lempung (originates from clay mineral dehydration).

Dimana saat ini sedang berlangsung dari Formasi-formasi Kalibeng dan Ngimbang (ongoing at the Kalibeng and Ngimbang Fms) .

Diindikasikan oleh adanya deplesi pada Cl dan Na dibandingkan dengan air laut, pengkayaan Li dan B, dan d 18O

Hal ini sebagaimana yang diperlihatkan oleh adanya deplesi Cl dan Na (provided by Cl and Na depletion)dibandingkan dengan air laut.

Disamping itu juga adanya pengkayaan Li dan B, nilai lebih tinggi d18O (as Li and B enrichments, higher d18O) dan lebih rendah nilai dD terhadap SMOW.

Slide013

Tingginya Li/Cl di Lusi indikasi suhu pada kisaran tipe diagenetik, kemungkinan diinjeksi dari fluida berasal dari basement

Tingginya kandungan Li/Cl di Lusi (High Li/Cl at Lusi) telah menunjukkan adanya kisaran suhu yang berada pada tipe diagenetik (temperatures beyond typical diagenetic range).

Hal ini kemungkinan telah diinjeksi dari fluida yang berasal dari batuan dasar “basement(possibly injection of basement-derived fluids).

Data pendukung konsentrasi Br dan L yang rendah dicirikan proses di basement dengan material organic yang rendah

Kesimpulan ini didukung oleh rendahnya konsentrasi dari Br dan L, antara lain proses-proses yang berlangsung di dalam basement dengan kandungan material organik yang rendah (i.e. processes occurring within the basement with low organic matter content).

Keunikan koleksi data yang terhimpun menyediakan suatu peluang langka untuk mengamati variasi geokimia dari semburan mud volcano yang masih aktif

Keunikan koleksi data yang telah terhimpun ini menyediakan suatu peluang yang jarang (This unique collection of data provides a rare opportunity).

Untuk mengamati variasi komposisi geokimia dari suatu erupsi yang masih berlangsung (to observe the variations in geochemical composition of an ongoing eruption).

Pemaknaan baru bahwa sistem saluran air Lusi jauh lebih dalam dari perkiraan sebelumnya 

Hal tersebut Juga menekankan bahwa sistim saluran air Lusi (Lusi water plumbing system), jauh lebih dalam daripada yang umumnya dipikirkan sebelumnya (is much deeper than commonly thought).

Naiknya fluida hidrotermal yang bersiklus sebagai konsekuensi semburan Lusi dan komplek volkanik AW telah berhubungan

Semburan Lusi dan komplek volkanik AWP yang lokasinya berdekatan telah berhubungan (The Lusi eruption and the neighbouring volcanic complex are connected). Telah menghasilkan naiknya fluida hidrotermal yang bersiklus (resulting in the rise of hydrothermal fluids that recycle).

Rekahan dari sistem patahan Watukosek sebagai jalan keluar yang paling mungkin untuk migrasi fluida ke permukaan

Struktur rekahan-rekahan dari sistem patahan Watukosek (the fractures of the Watukosek fault system) sebagai jalan keluar yang paling mungkin untuk bermigrasi ke permukaan (as preferential pathways to migrate towards the surface).

Slide048

ALBUM LUSI LIBRARY:KNOWLEDGE MANAGEMENT

Mazzini AGU 2017: Sistem Hidrotermal ke Mud Volcano | Lusi World

10 Jun 2018 – LINK YANG BERHUBUNGAN KEGIATAN ILMIAH DR ANDRIANO MAZZINI SELAKU KOORDINATOR LUSI LAB-BEKERJASAMA DENGAN …

13_MAZZINI – LUSI6YEAR – Google Sites

… No 14 Andriano Mazzini: https://picasaweb.google.com/hardiprasetyo9/ SYMPOSIUMONFUTURELUSISurabaya26May2011PresentationOfAndrianoMazzini # …

Mazzini – LUSI LIBRARY HARDI 2010 – Google Sites

ADRIANO MAZZINI. I am a Researcher in marine geology, geophysics and sedimentary geology at the Physics of Geological Processes Centre of Excellence …

LUSI LAB – LUSI LIBRARY HARDI 2010 – Google Sites

Author(s) 2014. CC Attribution 3.0 License. The LUSI LAB project: a platform for multidisciplinary experimental studies. Adriano Mazzini (1), Henrik Svensen (1), .

Model Konsepsi 2012 & 2017 : Lusi induk sedimen sistem hidrotermal …

 

3 Des 2017 – MAZZINI 2012, Suatu skenario baru hidrotermal untuk semburan Lusi 2006, Indonesia. Dilihat dari geokimia gas Dr. Andriano Mazzini, …

Mazzini 2016: Sepuluh tahun semburan Lusi – Pelajaran berharga …

12 Nov 2017 – Dr. ANDRIANO MAZZINI. Kata Kunci: Semburan Lusi mud volcano telah berumur sepuluh tahun (29 Mei 2006-2016)Pelajaran berharga untuk …

hardiprasetyolusi | Hardiprasetyolusi’s Blog

Dr. Andriano Mazzini. Semburan Lusi yang spektakuler berlanjut sampai saat ini menyemburkan lumpur, air, gas dan klastika. Semburan Lusi yang spektakuler, …

26 NOVEMBER 2012, DR. ANDRIANO MAZZINI BERBURU …

lusi-world-wonder.blogspot.com/2012/11/26-november-2012-dr-andriano-mazzini.html
26 Nov 2012 – ANDRIANO MAZZINI BERBURU GRYPHON DI GUNUNG LUSI UTARA. 26 NOVEMBER 2012, MAZZINI BERBURU GRYPHONS DI GUNUNG …

 

NASKAH DALAM KONSTRUKSI (Lanjut)

 

 

Pemahaman laut-Samudera: Link Wikipedia

Februari 18, 2019

Uji coba untuk mendukung pengembangan Wikipedia terutama aspek Iptek Kebumian-Kelautan ke dalam Bahasa Indonesia. Hal ini merupakan semangat kebersamaan dari dibangunnya Wikipedia yang sangat berguna bagi publik. Pada bagian posting yang belum sepenuhnya sempurna disediakan wahana penyempurnaan dengan notasi “Edit”.

Seabed atau Seafloor

https://en.wikipedia.org/wiki/Seabed

Lapisan bawah samudera (seabed) juga banyak dikenal sebagai dasarlaut (seafloor, sea floor) atau dasar samudera (ocean floor) dimaknai sebagai dasr dari samudera (ocean)

The seabed (also known as the seafloorsea floor, or ocean floor) is the bottom of the ocean

Pembahasan pada Wikipedia

Contents

Peta memperlihatkan topografi dibawah permukaan laut (batimetri) dari dasar samudera. Seperti permukaan daratan, dasar samudera mempuyai punggungan, lembah dan gunungapi. Map showing the underwater topography (bathymetry) of the ocean floor. Like land terrain, the ocean floor has ridges, valleys, plains and volcanoes.

Drawing showing divisions according to depth and distance from shore

Pembagian samudera utama

Istilah lanjutan:

See also[edit]

External links[edit]

Deep sea mining

Pertambangan Laut Dalam

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Deep_sea_mining

Penambangan Lautdalam

Penmbangan laut dalam adalah suatu proses pengambilan mineral dilakukan pada dasar laut. Lokasi penambangan laut biasanya di sekitar area yang luas dari nodul polimetalik atau cerobong hidrotermal baik yang aktif atau punah pada kedalaman 1.400 hingga 3.700 meter (4.600 hingga 12.100 kaki) di bawah permukaan laut. [1] Cerobong menciptakan globular atau endapan sulfida atau masif, yang mengandung logam berharga seperti perak, emas, tembaga, mangan, kobalt, dan seng. [2] [3] Endapan ditambang menggunakan pompa hidrolik atau sistem “bucket“ yang membawa bijih mineral ke permukaan untuk diproses selanjutnya. Sebagaimana pada semua operasi penambangan, sehingga penambangan laut dalam masih menimbulkan pertanyaan tentang potensi dampak lingkungannya. Kelompok-kelompok pemerhati lingkungan seperti Greenpeace dan Kampanye Penambangan Laut Dalam [4] berpendapat bahwa penambangan dasar laut tidak boleh diizinkan di sebagian besar lautan dunia karena berpotensi menimbulkan kerusakan ekosistem laut dalam dan polusi oleh “laden plumes” yang sarat logam. [2]

Link: ocean floor, polymetallic nodules, hydrothermal vents [1]  massive sulfide deposits,  silvergoldcoppermanganesecobalt, and zinc. 1] [2][3] [4] 

Deep sea mining

is a mineral retrieval process that takes place on theocean floor. Ocean mining sites are usually around large areas of polymetallic nodules or active and extinct hydrothermal vents at 1,400 to 3,700 metres (4,600 to 12,100 ft) below the ocean’s surface.[1] The vents create globular or massive sulfide deposits, which contain valuable metals such as silvergoldcoppermanganesecobalt, and zinc.[2][3] The deposits are mined using either hydraulic pumps or bucket systems that take ore to the surface to be processed. As with all mining operations, deep sea mining raises questions about its potential environmental impact. Environmental advocacy groups such as Greenpeace and the Deep sea Mining Campaign[4] have argued that seabed mining should not be permitted in most of the world’s oceans because of the potential for damage to deepsea ecosystems and pollution by heavy metal laden plumes.[2]

Contents

Overview[edit]

East Pacific Rise, 21 degrees north. Base of “black smoker” chimney

The oceanic crust is moving away from the East Pacific Rise to either side. Near Easter Island the rate is over 15 cm (6 in) per year which is the fastest in the world but it is lower at about 6 cm (2 12 in) at the north end.[1][2] On the eastern side of the rise the eastward moving Cocos and Nazca plates meet the westward moving South American Plateand the North American Plate and are being subducted under them. The belt of volcanoes along the Andes and the arc of volcanoes through Central America and Mexico are the direct results of this collision. Due east of the Baja California Peninsula, the Rise is sometimes referred to as the Gulf of California Rift Zone. In this area, newly formed oceanic crust is intermingled with rifted continental crust originating from the North American Plate.

Near Easter Island, the East Pacific Rise meets the Chile Rise at the Easter Island and Juan Fernandez microplates, trending off to the east where it subducts under the South American Plate at the Peru–Chile Trench along the coast of southern Chile. The southern extension of the East Pacific Rise (called the Pacific-Antarctic Ridge) merges with the Southeast Indian Ridgeat the Macquarie Triple Junction south of New Zealand.

Parts of the East Pacific Rise have oblique spreading, that is seafloor spreading that is not orthogonal to the nearest ridge segment.[3]

Along the East Pacific Rise the hydrothermal vents called black smokerswere first discovered and have been extensively studied. These vents are forming volcanogenic massive sulfide ore deposits on the ocean floor.[4]Many strange deep-water creatures have been found here. The southern stretch of the East Pacific Rise is one of the fastest-spreading sections of the Earth’s mid-ocean ridge system.

Brief history[edit]

In the 1960s the prospect of deep-sea mining was brought up by the publication of J. L. Mero’s Mineral Resources of the Sea.[3] The book claimed that nearly limitless supplies of cobalt, nickel and other metals could be found throughout the planet’s oceans. Mero stated that these metals occurred in deposits of manganese nodules, which appear as lumps of compressed flowers on the seafloor at depths of about 5,000 m. Some nations including FranceGermany and the United States sent out research vessels in search of nodule deposits. One such vessel was the Glomar Explorer. Initial estimates of deep sea mining viability turned out to be much exaggerated. This overestimate, coupled with depressed metal prices, led to the near abandonment of nodule mining by 1982. From the 1960s to 1984 an estimated US $650 million had been spent on the venture, with little to no return.[3]

Over the past decade a new phase of deep-sea mining has begun. Rising demand for precious metals in JapanChinaKorea and India has pushed these countries in search of new sources. Interest has recently shifted toward hydrothermal vents as the source of metals instead of scattered nodules. The trend of transition towards an electricity-based information and transportation infrastructure currently seen in western societies further pushes demands for precious metals. The current revived interest in phosphorus nodule mining at the seafloor stems from phosphor-based artificial fertilizers being of significant importance for world food production. Growing world population pushes the need for artificial fertilizers or greater incorporation of organic systems within agricultural infrastructure.

Currently, the best potential deep sea site, the Solwara 1 Project, has been found in the waters off Papua New Guinea, a high grade copper-gold resource and the world’s first Seafloor Massive Sulphide (SMS) resource.[5]The Solwara 1 Project is located at 1600 metres water depth in the Bismarck SeaNew Ireland Province.[5] Using ROV (remotely operated underwater vehicles) technology developed by UK-based Soil Machine Dynamics, Nautilus Minerals Inc. is first company of its kind to announce plans to begin full-scale undersea excavation of mineral deposits.[6]However a dispute with the government of Papua-New Guinea delayed production and its now scheduled to commence commercial operations in early 2018.[5]

Referensi terpilih:

Herzig, P. M.; Petersen, S.; Hannington, M. D. (2000), Polymetallic Massive Sulphide Deposits at the Modern Seafloor and their Resource Potential(PDF), ISA Technical Study: No. 2, International Seabed Authority, p. 8

Resources mined[edit]

The deep sea contains many different resources available for extraction, including silver, gold, copper, manganese, cobalt, and zinc. These raw materials are found in various forms on the sea floor.

Minerals and related depths[1]

Type of mineral deposit Average Depth Resources found
Polymetallic nodules 4,000 – 6,000 m Nickel, copper, cobalt, and manganese
Manganese crusts 800 – 2,400 m Mainly cobalt, some vanadium, molybdenum and platinum
Sulfide deposits 1,400 – 3,700 m Copper, lead and zinc some gold and silver

Diamonds are also mined from the seabed by De Beers and others. Nautilus Minerals Inc and Neptune Minerals are planning to mine the offshore waters of Papua New Guinea and New Zealand.[8]