CHAPTURE 49

GEOTHERMAL SYSTEM

SISTEM GEOTHERMAL terdiri dari tiga elemen utama:

(1) permeabel batuan reservoir,

(2) air untuk membawa panas dari reservoir ke permukaan bumi, dan

(3) sumber panas.

Hampir setiap jenis batuan dapat berfungsi sebagai host untuk reservoir geotermal, dan air tanah, biasanya terdiri dari kuno pengendapan modern atau air laut, beredar sampai kedalaman beberapa kilometer hampir di mana-mana di kerak. Dengan demikian, lebih panas dari normal batu dan air pada kedalaman yang relatif shal-rendah adalah karakteristik utama yang membedakan sistem panas bumi dari sistem air tanah lainnya.

Sistem panas bumi umumnya menghasilkan air panas dan fumarol sebagai ekspresi permukaan mendasari reservoir panas. Panas dan air mineral telah universal sally dihormati untuk menenangkan, kualitas terapi dan karakteristik pembersihan. Mata air panas dan fumarol daerah panas dieksploitasi untuk belerang dan mineral lainnya di seluruh zaman kuno. Selama Abad Pertengahan komersial nilai Italia deposito air panas menyebabkan perang antara republik lokal. Listrik pertama kali diproduksi dari uap baik di Larderello (Italia) di tahun 1904 dan listrik komersial pertama kali dipasarkan pada tahun 1913. Sejak saat itu, tenaga panas bumi telah dikembangkan oleh banyak negara sebagai alternatif untuk bahan bakar fosil impor atau domestik. Sekitar 8000 MW tenaga listrik kini dihasilkan dari sistem panas bumi di seluruh dunia, ekivalen-dipinjamkan kepada sekitar 80 juta barel minyak per tahun. Meskipun sumber suhu rendah telah digunakan secara ekstensif selama bertahun-tahun dan menjadi lebih banyak digunakan sebagai metode pengeboran dan ekstraksi panas teknologi-ogies membaik, kita akan fokus di sini pada suhu tinggi ('' entalpi tinggi'') sistem panas bumi karena asosiasi bersama mereka dengan vulkanisme dan tektonik activity, dan kemampuan mereka untuk menghasilkan tenaga listrik.

I. Lokasi Sumber dan Jenis

Sumber daya panas bumi yang paling umum di daerah aliran panas tinggi dan sirkulasi cairan kuat. Daerah ini biasanya terletak di sepanjang atau dekat margin lempeng konvergen, dekat batas lempeng transform, dalam menyebarkan pusat dan perpecahan, dan dalam hot spot. Akibatnya, sumber daya panas bumi tidak merata seluruh dunia (Gambar 1) dan negara-negara atau daerah tertentu diberkati dengan sumber daya sementara yang lain relatif mandul. Tidak mengherankan, 10 pemimpin dalam generasi listrik terjadi di daerah vulkanisme aktif (Tabel I). Selain itu, beberapa negara telah lebih efektif dalam memanfaatkan sumber daya baik tinggi atau suhu rendah daripada yang lain, tergantung pada tingkat teknologi, kebutuhan energi, dan ekonomi yang berlaku. Mungkin sistem suhu tinggi terbesar dan paling berlimpah di Bumi terjadi di sepanjang perpecahan kapal selam dan mengubah batas-batas, namun kita tahu sedikit tentang sistem ini karena mereka begitu sulit untuk mengeksplorasi.

Ada lima jenis utama dari sistem panas bumi berdasarkan data geologi, geofisika, hidrologi kriteria, dan insinyur-neering. Tiga pertama memanfaatkan waduk alami air panas dan umumnya disebut sistem hidrotermal. Kedua kedua memerlukan memompa cairan, air Januari-sekutu, ke dalam tanah dan kemudian keluar lagi untuk mengekstrak panas. Sistem ini secara teknis layak dalam kondisi cer-tain, tetapi tidak praktis secara komersial dengan ekonomi Reintegrasi GAM karena rendahnya biaya bahan bakar fosil.

1. Sistem beku muda berhubungan dengan Triwulan-nary vulkanisme dan intrusi magmatik. Sekitar 95% dari aktivitas vulkanik terjadi di sepanjang batas lempeng dan dalam hot spot. Lingkungan seperti biasanya terkait dengan aktivitas tektonik utama dan kegempaan. Cairan panas mereka berasal dari margin kristalisasi magma atau baru mengkristal. Sistem ini panas bumi umumnya terpanas (370 C) dan kedalaman reservoir yang umumnya 1,5 km, meskipun beberapa lebih dalam.

TABEL I Sepuluh Pemimpin Dunia Kapasitas Terpasang Panas Bumi untuk Generasi Listrik dan langsung Gunakan Aplikasi (Akhir 1998) a

Listrik langsung digunakan

penggunaan yang Energi mungkin kurang dari kapasitas terpasang (MWe megawatt listrik; megawatt MWt termal; 1 MWe 7 MWt).

GAMBAR 1 distribusi global sumber daya panas bumi sangat berkorelasi dengan batas lempeng litosfer, meskipun beberapa situs terjadi pada hot spot atau dalam perpecahan. Lokasi yang disebutkan dalam artikel ini ditunjukkan oleh titik: A (Ahuachapa'n, El Salvador), B (Bulalo, Filipina), CP (Cerro Prieto, Meksiko), D (Dixie Valley, Amerika Serikat), DO (Dogger, Prancis), F (Fuzhou, Cina), FU (Fushime, Jepang), K (Kamojang dan Darajat, Indonesia), KL (Kilauea, Amerika Serikat), KW (Kawerau, NZ), L (Larderello, Italia), LA (Lassen, USA) , LV (Long Valley, Amerika Serikat), LY (Lafayette, Amerika Serikat), M (Miravalles, Kosta Rika), MA (Matsukawa, Jepang), O (Oku-Aizu, Jepang), OK (Ohaaki, NZ), P (Pacaya - Amatitla'n, Guatemala), PL (Platanares, Honduras), R (Rotorua, NZ), RK (Rotokawa, NZ), S (Steamboat Hills, Amerika Serikat), SH (Gunung St Helens, Amerika Serikat), SS (Salton Sea, Amerika Serikat), T (Tiwi, Filipina), TG (geyser, USA), W (Wairakei, NZ), V (Valles kaldera, USA), VU (Vulcano, Italia), Y (Yellowstone, Amerika Serikat), Z (Zunil, Guatemala). Lokasi bidang panas bumi lainnya ditunjukkan oleh lingkaran terbuka. Prospek panas bumi tidak akan ditampilkan. [Dimodifikasi dari'' Sistem Panas Bumi: Prinsip dan Sejarah Kasus,'' Rybach dan Knalpot, 1981, hak cipta John Wiley & Sons, Ltd Direproduksi dengan izin.]

2 . Sistem tektonik adalah mereka dengan aliran panas tinggi tapi pada dasarnya tanpa aktivitas beku. Mereka occurin busur lingkungan , daerah perpanjangan kerak , zona tabrakan , dan sepanjang zona sesar dari setiap menggantikan pemerintah atau panjang . Sistem tektonik biasanya berhubungan dengan kegempaan tinggi karena patahan Kuarter dan dengan aliran panas tinggi karena kerak tipis. Dalam circula - tion cairan ke dalam lapisan kulit dan pendakian cairan ini bersama kesalahan bergerak ke atas panas ke dalam struktur geologi yang menguntungkan . Sistem Tektonik mampu listrik gen - timbangkan biasanya memiliki suhu waduk 250 C dan terjadi pada kedalaman 1,5 km .

3 . Sistem Geopressured ditemukan di sedimen ba - dosa mana subsidence dan penguburan mendalam strata cairan bantalan telah membentuk panas, '' overpressured '' waduk . Sumur bor ke dalam waduk geopressured menunjukkan tekanan artesis sangat tinggi . Aliran panas dan kegempaan yang compar - atively rendah normal . Kebanyakan sistem jenis ini memiliki karakteristik seperti ladang minyak dan gas . Energi yang tersimpan sebagai tekanan berlebih dan metana sebagai terlarut berpotensi lebih berharga daripada entalpi fluida . Sistem Geo -tekanan sering membutuhkan pengeboran lebih dalam dari sistem beku dan tektonik muda. Kedalaman khas dan suhu 1,5 sampai 3 km dan 50-190 C.

4 . Sistem batuan kering panas memanfaatkan panas yang tersimpan rendah porositas , batuan kedap in di berbagai kedalaman dan tem - peratures . Sebuah jaringan fraktur mendalam terdiri '' reservoir '' artifisial diciptakan sedemikian rupa bahwa setidaknya dua sumur berpotongan struktur permeabel . Permukaan air yang dipompa ke bawah sumur injeksi , melalui patah tulang , dan keluar dari sumur produksi ( s ) , secara harfiah pertambangan panas dari batu . Eksperimental sistem batuan kering panas telah dikembangkan di beberapa negara ( Amerika Serikat , En - kelenjar , Prancis , dan Jepang ) sejak pertengahan 1970-an , tetapi tidak ada saat ini mampu produksi komersial . Bor - ing dan penyelesaian biaya tinggi di dalam, panas, padat (biasanya kristal ) batuan . Setiap sistem memiliki tantangan insinyur - neering unik, dan kebanyakan sistem memiliki tingkat kebocoran besar - off saat air dipompa melalui reservoir . Suhu Produksi dan kedalaman berkisar antara 120-225 C dan 2 sampai 4 km dalam sistem eksperimental .

5 . Sistem tekan magma melibatkan pengeboran ke dalam tubuh magma dangkal , memasang penukar panas , dan bersirkulasi ing cairan (mungkin air) melalui exchanger untuk mengekstrak panas . Percobaan pada konsep ini telah dilakukan di sebuah danau lava di Kilauea Volcano , Hawaii , tetapi bahan-bahan yang dapat menahan suhu tinggi dan sifat korosif magma yang sangat mahal. Memperluas konsep ini untuk kedalaman lebih menambah tantangan eksplorasi dan pengeboran yang saat ini terlalu mahal untuk mengatasi. Namun demikian, magma adalah bentuk paling murni dari panas alami di kerak dangkal (1200 C).

II . Aliran panas di Bumi

Panas ditransfer oleh konduksi, konveksi , dan radiasi . Namun, hanya dua mekanisme pertama yang penting ketika mempertimbangkan sumber daya panas bumi . Persamaan dasar aliran panas konduktif , q , adalah

q k ( dT / dz ) , ( 1 )

di mana k konduktivitas termal batu , T temperatur , kedalaman z , dan dT / dz gradien panas bumi ( C / km ) . Unit aliran panas yang mWm 2 dan HFU ( unit aliran panas , di mana 1 HFU 41,8 mWm 2 ) . Konduktivitas termal batuan sangat bervariasi ( biasanya 3,5 W / m ) dan juga tergantung pada suhu. Nilai k untuk batuan kristal pada 250 C sekitar 20 % kurang dari nilai pada 25 C. batu Kristal juga memiliki hampir tidak ada ruang pori dan lebih konduktif dari batuan sedimen yang kaya air ( 1 W / m ) . Konduktivitas termal juga dipengaruhi oleh permeabilitas , kerapatan fraktur , dan perubahan hidrotermal .

Sebagian dari panas di bumi yang dihasilkan oleh gaya gravitasi dan akhirnya mengalir melalui mantel dan kerak ke permukaan . Panas tambahan pada umumnya merupakan diciptakan oleh peluruhan unsur-unsur radioaktif , khususnya U , Th , dan K. Karena unsur ini telah dibedakan sepanjang sejarah Bumi, mereka tinggal terutama dalam kerak benua tua . Faktor generasi panas telah dihitung untuk semua jenis batuan . Batuan kristal granit , yang mungkin relatif kaya unsur-unsur radioaktif , biasanya berkontribusi aq dari 0,5 sampai 2,5 mWm 2 per 1 km dari ketebalan kerak , atau 5 sampai 10 % dari total aliran panas di dalam kerak benua tua . Batuan sedimen menyumbangkan nilai-nilai q dari 0,2-1,0 mW / m 2 tergantung pada kadar air . Sebagai perbandingan , batuan ultrabasa Mg dan Fe - kaya seperti yang terjadi dalam mantel berkontribusq 0,01 mW / m 2 , dengan demikian , generasi panas oleh peluruhan radioac - tive hanya penting dalam beberapa lingkungan benua .

Dalam kerak secara keseluruhan , q bervariasi dari nilai-nilai tinggi pada atau dekat zona magmatisme , tektonik , dan kerak tipis ke nilai rendah di sebagian besar kerak benua tua (Gambar 2 ) . Dalam wilayah terbatas , q lebih atau kurang konstan, tetapi geologi lokal sangat mempengaruhi dT / dz , yang jarang sama sekali kedalaman di kerak . Pertimbangkan sebuah kawasan di mana q 50 mWm 2 terdiri dari 2 km dari shale ( k 1,5 W / m ) atasnya granit ( k 3 W / m ) . Untuk mempertahankan fluks panas konstan, gradien panas bumi ( dT / dz ) di shale harus 33 C / km , atau sekitar dua kali nilai dalam granit . Cekungan sedimen mungkin memiliki lebih tinggi gradien dekat-permukaan dari medan yang berdekatan akan menyebabkan - cekungan diisi dengan sedimen tak terkonsolidasi k rendah . Akibatnya , kedalaman sampai suhu tertentu sering kurang di lembah daripada sekitar margin nya . Akibatnya , sedimen - konduktivitas rendah bertindak sebagai selimut isolasi atas batu kristal . Hubungan geologi seperti menjelaskan mengapa cekungan sedimen yang mendalam berisi cairan pada suhu komersial meskipun q relatif rendah .

GAMBAR 2 peta aliran panas, seperti contoh ini untuk berbatasan Amerika Serikat, menampilkan data berkontur dari sumur didistribusikan ke seluruh daerah tertentu. Aliran panas konduktif relatif rendah di daerah tektonik stabil seperti Amerika Serikat bagian timur, sedangkan relatif tinggi di daerah vulkanik dan tektonik aktif seperti Amerika Serikat bagian barat.

Gerakan ke atas air atau magma mengangkut panas ke permukaan bumi lebih efektif daripada konduksi . Perairan dingin bergerak ke bawah melalui jalur - cara yang menguntungkan dalam kerak dan menjadi panas . Air panas kurang padat dan relatif ringan dibandingkan dengan air dingin dan cenderung naik melalui kerak . Sel konveksi yang melibatkan meningkatnya cairan panas dan dingin menurun cairan dapat terjadi dalam reservoir atau dapat mencakup kebocoran cairan ke permukaan. Sel konveksi seperti fitur karakteristik sistem hidrotermal dan dapat menghasilkan manifestasi permukaan spektakuler seperti geyser , fumarol , dan sumber air panas . Persamaan menggambarkan perilaku konvektif yang kompleks , melibatkan konservasi energi , massa , dan momentum . Pemisahan uap-cair juga harus diperhatikan . Informasi tentang porositas dan permeabilitas jalur sepanjang patah tulang dan batas strata diperlukan untuk menentukan karakteristik aliran dan kapasitas penyimpanan reservoir . Batas rezim aliran menjadi-tween mungkin tajam . Hidrotermal sistem-sistem sering mengandung zona air panas yang berbaring di atas forma - tions mengandung air lebih dingin ( lihat Bagian IV ) .

III . Konten Panas dan Aliran Panas dari intrusi Magmatik

Isi panas dari dapur magma tergantung sebagian besar pada volume magma dan suhu . Rata-rata magma silikat pada 850 C telah laten panas kristalisasi 270 J / g , kapasitas panas dari 1,25 J / g / C , dan rata-rata kepadatan 2,5 g/cm3 . Total panas dibebaskan oleh pendinginan magma 850-300 C adalah sekitar 960 J / g . Jika 1 km3 magma memiliki massa 2,5 g 1015 , panas dibebaskan oleh 1 km3 magma pendinginan sampai 300 C adalah 2,4 1018 J. gangguan besar seperti yang menghasilkan kaldera mengandung jumlah besar panas . Misalnya, pluton Bandelier yang menciptakan kaldera Valles ( AS) diperkirakan telah berisi 3000 km3 magma , dengan demikian , itu akan dirilis sekitar 7,2 1021 J saat pendinginan 850-300 C.

Aliran panas mengelilingi sebuah dapur magma tergantung pada banyak variabel , terutama suhu emplacement , kedalaman , dan waktu . Untuk tubuh magma yang besar , permukaan aliran panas q sebagai fungsi waktu , t , setelah sesaat intru - sion diberikan oleh

q ( t ) Te k ( Kt ) 1/2 exp ( z2 / 4 t ) , ( 2 )

di mana z mendalam ke atas dari tubuh magma ( dalam meter ) , suhu intrusi Te dikurangi suhu lingkungan , k konduktivitas termal batuan di atasnya , dan K difusivitas termal magma . Maksimum aliran panas dicapai , qmax 0,5 Ti k / z ( dimana Ti adalah suhu emplacement ) , dicapai pada waktu t z2 / 2K 0,016 z2 . Sebagai contoh pendekatan , intrusi besar emplaced di C 850 yang puncaknya terletak pada kedalaman 5 km di bawah batu dengan rata-rata 1,5 W k / m menghasilkan aliran panas maksimum sekitar 125 mWm 2 kira-kira 400.000 tahun setelah emplacement . Ini nilai qmax adalah sekitar dua kali aliran panas rata-rata kerak stabil di Amerika Serikat bagian timur ( 55 mWm 2 ) . Kedalaman dangkal emplacement menimbulkan qmax dan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai nilai maksimum .

Perhitungan hanya dijelaskan di atas bergantung pada beberapa asumsi : ( 1 ) semua perpindahan panas seluruh tubuh magma adalah dengan konduksi , (2 ) tahap pemanasan awal dari tubuh magma dan batu-batu itu telah dikonsumsi atau mengungsi diabaikan , (3 ) pengisian tubuh magma dengan batch magma baru, karakteristik pluton dan saham yang membentuk bidang gunung berapi atau kompleks vulkanik , diabaikan , (4 ) penghapusan panas dengan tanah beredar diabaikan . Proses-proses ini memiliki efek pada q dan dT / dz dalam gunung berapi kontras .

Convecting cairan hidrotermal dapat menghasilkan geyser , sumber air panas , fumarol , dan arus bawah permukaan air panas yang menghilangkan panas dari sistem magmatik jauh lebih cepat daripada kehilangan panas oleh konduksi saja . Tingkat pemindahan panas konvektif sangat tergantung pada kedalaman sirkulasi , temperatur reservoir dan aliran massa air melalui sistem . Sebagai contoh, aliran panas dalam ( 3 km ) di sekitar sistem magmatik yang lebih besar adalah sekitar 150-300 mWm 2 , tetapi aliran panas dekat permukaan di daerah fumarol terbesar umumnya 5000 mWm 2 . Kontras seperti ini menggambarkan peran penting convecting cairan dinamika dan seumur hidup dari sistem panas bumi .

IV . Model konseptual Sistem panas bumi

A. Young beku Model

Gambar 3 menunjukkan model konseptual untuk sistem panas bumi host di stratovolcano aktif yang berpotensi . Suhu emplacement untuk intrusi andesit biasanya berkisar 850-1050 C. perairan meteorik meresap jauh ke dalam tanah di mana mereka dipanaskan oleh badan mengganggu. Sebagai air panas beredar , menjadi kaya Cl , F , Br , B , SO4 , HCO3 , silika , kation utama , dan logam larut dengan reaksi dengan batuan negara . Volatil Mag - matic seperti H2O , CO2 , senyawa belerang, HCl , HF , Hg , dan As dapat ditransfer ke cairan berkembang . Cairan umumnya menjadi '' netral '' klorida dalam karakter dan naik buoyantly melalui bangunan vulkanik karena kepadatannya menurun . Mineral alterasi dan vena terbentuk dalam batuan reservoir . Sering , cairan panas bangkit melalui patah tulang ke tingkat di mana mendidih terjadi dan fase uap yang mengandung uap dan condensible bentuk non gas . Gas-gas ini pakan fumarol permukaan . Ketika mengembun uap dan bercampur dengan air meteorik dangkal , H2S dioksidasi menjadi asam sulfat , yang secara kimia mengubah batu dan menghasilkan '' mata air asam sulfat - '' panas. Perairan netral - klorida biasanya lebih dalam dari perairan asam sulfat , dan jika dua jenis campuran , air asam sulfat - klorida - hybrid bisa terjadi. Karena topografi dan gradien hidrologi , cairan cenderung mengalir lateral jauh dari pusat vulkanik , membentuk bulu keluar hidrotermal . Springs karakter netral - klorida sering ditemukan beberapa kilometer dari sumber panas dan Reservoir utama . Jika tubuh mengganggu sebagian besar telah mengkristal karena usia atau ukuran kecil , atau sangat mendalam, kontribusi volatil magmatik ke sistem mungkin relatif kecil dan tidak terdeteksi . Model ini menjelaskan banyak fitur dari sistem zona subduksi seperti Miravalles ( Kosta Rika ) , Pacaya - Amatitla ' n ( Guatemala ) , Ahuacha - pa ' n ( El Salvador ) , dan Bulalo (Filipina ).

Sistem beku muda memiliki banyak konfigurasi selain model ideal pada Gambar . 3 . Puncak dari kompleks magmatik Plio - Pleistosen di The Air Mancur dan Larderello sistem panas bumi terletak di kedalaman 2 sampai 7 km , masing-masing. Meskipun gangguan ini tidak terkait dengan vulkanisme permukaan yang signifikan , mereka menyediakan panas luas untuk reservoir panas bumi yang beredar di atasnya , struktural cacat , batuan sedimen dan metamorf . Kaldera adalah struktur runtuh melingkar terbentuk ketika tubuh magma besar meletus eksplosif . Celemek luas batuan tufan biasanya disimpan di sekitar lubang yang dihasilkan . The menyalahkan dan retak batu intracaldera menjebak air meteorik yang dipanaskan oleh magma yg terletak di bawah (biasanya 5 kedalaman km ) . Karena ukurannya besar mereka , kaldera seperti Yel - lowstone , Long Valley , dan Valles ( USA ) host besar , sistem panas bumi lagi-hidup daripada di stratovolcanos khas. Sistem di beberapa perpecahan , mengubah zona , dan bintik-bintik akibat panas dari injeksi tanggul bahwa perairan panas beredar di grabens atau struktur kesalahan lain ( Kilauea , USA ) .

GAMBAR 3 Model konseptual dari sistem panas bumi beku muda host dalam sebuah stratovolcano andesitik. The dieksploitasi waduk biasanya ditemukan di cakrawala 200 C. Kedalaman reservoir khas adalah 1,5 km, sedangkan kedalaman intrusi bervariasi dari 2 sampai 10 km. Dimensi lateral waduk dan outflow dapat melebihi 20 km.

B. Model Tektonik

Sebuah model konseptual dari sistem panas bumi host di lingkungan tektonik ekstensional ditunjukkan pada Gambar. 4. Dimana kekuatan tektonik menyebabkan peregangan dan penipisan kerak, bahan mantel sangat panas akan ada pada kedalaman yang relatif dangkal di kerak. Hasilnya adalah lebih tinggi daripada gradien termal rata-rata dan anomali aliran panas, biasanya 1,5 sampai 3 kali lebih besar dari aliran panas normal. Cekungan membentuk sebagai akibat dari ekstensi kerak dan isi dengan konduktivitas deposit sedimen rendah yang meningkatkan gradien termal daerah; 50 sampai 75 C / km tidak jarang. Deeply beredar air tanah memasuki bentuk waduk graben di cakrawala stratigrafi menguntungkan dalam blok-menyalahkan. Cairan kimia ditentukan hampir secara eksklusif oleh interaksi batuan air dan suhu. Cairan dipanaskan meningkat buoyantly, biasanya di sepanjang kesalahan. Fumarol bisa terbentuk di sepanjang jejak kesalahan yang berfungsi sebagai zona upflow dalam sistem tektonik panas. Outflow hidrotermal bulu biasanya terbentuk di sedimen permeabel dekat permukaan atau bedrocks retak. Model ini umum menjelaskan banyak fitur dari Dixie Valley (Basin dan Range Propinsi, USA) dan Platanares (lingkungan back-arc dekat persimpangan tiga, Honduras) sistem panas bumi. Kesalahan besar dengan perpindahan mengesankan mengontrol lokasi contoh sebelumnya, tetapi hampir semua kesalahan yang mendalam dapat bertindak sebagai saluran untuk upwelling air panas (Fuzhou, Cina). Sistem panas bumi tektonik konfigurasi geologi bervariasi dan suhu terjadi di seluruh dunia.

GAMBAR 4 Model konseptual dari sistem panas bumi tektonik host di lingkungan ekstensional. Kepadatan kesalahan dan perpindahan sangat bervariasi dari situs ke situs. Fumarol yang absen dalam sistem suhu yang lebih rendah. Suhu di C.

C. Sistem Vapor Didominasi

Sebuah diagram umum menggambarkan kondisi di dalam suatu sistem panas bumi dominasi uap ditunjukkan pada Gambar . 5a . Batu cap relatif kedap lokal jenuh dengan air tanah dangkal menyediakan tutup atas reservoir dimana uap merupakan fasa kontinyu di celah terbuka , patah tulang , dan kesalahan . Air cair mengisi ruang pori antar butir batu , khususnya di dalam rongga pelarutan baik dalam pembuluh darah dan veinlets . Fitur permukaan terdiri dari fumarol dan mata air panas asam . Temperatur fluida dan tekanan ( T dan P ) meningkat secara normal dengan kedalaman di tutup kedap . Namun, dalam waduk T dan P yang dekat entalpi maksimum '' kering '' uap (sekitar 240 C dan 3,3 MPa ) dan tetap konstan dengan kedalaman sampai bagian bawah zona uap ditembus . Selama produksi , merebus air interstitial menyediakan uap Addi - nasional dan panas laten yang masuk sumur .

Model ini menyiratkan bahwa dengan mengisi ulang keren tanah air diblokir oleh kedap ( ubahan hidrotermal ) batuan pada margin serta di bagian atas reservoir . Hal ini juga menyiratkan bahwa sistem dominasi uap - berkembang dengan merebus turun dari didominasi cairan waduk sebelumnya ( dijelaskan kemudian ) . Mekanisme alternatif hasil formasi dari turunnya permukaan atas reservoir yang didominasi cairan sebagai geohidrologi dari perubahan sistem dengan pengangkatan dan erosi . meskipun reservoir air garam yang mungkin mendasari atau mendahului sistem yang didominasi uap - belum pernah ditemukan dan sampel , keberadaan mereka didokumentasikan oleh garam untuk hypersaline inklusi fluida ditangkap dalam vena mineral yang terbentuk sebelumnya

Meskipun mereka tidak panas seperti beberapa sistem , waduk didominasi uap - adalah yang paling berharga karena , berbeda dengan reservoir yang didominasi cairan , hampir semua cairan yang dihasilkan disalurkan ke turbin listrik . Hanya lima sistem tersebut dikenal : Larderello ( Italia), geyser ( USA ) , Matsukawa (Jepang ) , dan Kamojang dan Darajat ( Indonesia ) . Kelima bidang mengandung sekitar 35 % dari kapasitas listrik panas bumi dunia . The Air Mancur Panas , sistem panas bumi komersial terbesar di dunia , menghasilkan maksimum sekitar 1.700 MWe pada pertengahan - 1980 namun turun menjadi sekitar 1200 MWe pada tahun 1998 karena menipisnya waduk .

GAMBAR 5 (a) Model Skema kondisi dalam sistem yang didominasi uap-uap di mana berlaku di patah tulang terbuka, tetapi air cair berada dalam ruang pori, GS berarti permukaan tanah, SA berarti akuifer dangkal. (b) Model Skema kondisi dalam sistem panas bumi yang didominasi cairan di mana air cair jenuh batu, LPV berarti tekanan rendah uap topi. [Dimodifikasi dari'' Sistem Panas Bumi: Prinsip dan Sejarah Kasus,'' Rybach dan Knalpot, 1981, hak cipta John Wiley & Sons, Ltd Direproduksi dengan izin.]

D. Sistem Cair - Didominasi

Kebanyakan sistem panas bumi yang didominasi cairan . Mereka mengandung air cair dalam segala hal saluran dan pori-pori interstitial , meskipun gelembung uap dan gas dapat hadir dalam air (Gambar 5b ) . Resapan air tanah tidak seperti yang dibatasi seperti dalam kasus didominasi uap , meskipun zona alterasi mungkin luas . Hot air dari reservoir sering bocor di permukaan bumi . T dan P akan meningkat terus dengan meningkatnya kedalaman . Jika tingkat upflow cepat, mata air mendidih atau geyser akan membentuk dan perubahan suhu dengan kedalaman erat akan mengikuti kurva titik didih- .

Banyak waduk didominasi cairan yang ditindih oleh zona uap tekanan rendah yang dapat memperpanjang ratusan meter ( Valles kaldera dan Lassen , USA) . Dalam hal ini fumarol dan mata air panas asam terjadi pada permukaan seperti dengan benar sistem yang didominasi uap . T meningkat secara bertahap dengan kedalaman , bagaimanapun , sedangkan P masih relatif rendah. Setelah reservoir ditemui , P meningkat secara linear karena massa cairan di dalam reservoir sedangkan T tetap pada atau di bawah kurva titik didih .

Reservoir yang didominasi Liquid- memiliki suhu maksimum 370 C dan memiliki luas berkisar salinitas . Ketika cairan yang diproduksi oleh sumur, harus depressurized ( melintas ) untuk menghasilkan uap untuk turbin . Hal ini dilakukan dalam kondisi yang terkendali dengan pemisah uap yang besar . Persamaan dasar yang berkaitan cairan en - thalpy , H , dengan fraksi uap , y , adalah

Hr YHV ( 1 y ) Hl , ( 3 )

mana Hr adalah entalpi fluida reservoir , Hv adalah entalpi steam terpisah pada suhu pemisahan , dan Hl adalah entalpi cairan dipisahkan pada suhu pemisahan . Tabel steam digunakan untuk perhitungan . Untuk baik di 250 C memasok cairan ke pemisah ditetapkan pada 170 C , y 0.179 , dan 17,9 % oleh massa dari cairan yang dihasilkan menjadi uap . Sebuah pemisah menerima 800.000 kg / jam cairan akan menghasilkan 143.000 kg / jam uap di 0,79 MPa mutlak, yang disalurkan ke pembangkit listrik . Sisanya 82 % dari cairan tersebut adalah air cair yang harus dibuang dalam beberapa cara , biasanya dengan reinjeksi . A juga memasok 350 C cairan yang sama pemisah hasil y 0.464 dan menghasilkan lebih dari dua kali lipat jumlah uap. Sebagai uap memisahkan , gas noncondensible seperti CO2 , H2S , NH3 dan partisi ke fase uap sedangkan air garam sisa menjadi lebih terkonsentrasi pada sebagian besar spesies kimia.

V. Cairan Panas Bumi

Karakteristik dan Deposit

Fluida menampilkan variasi luas dalam kimia dan komposisi isotop yang mencerminkan evolusi mereka . Komposisi cairan dapat menentukan jenis skema kekuasaan yang pada akhirnya dirancang untuk memanfaatkan sumber daya tertentu . Cairan limbah umumnya mengandung unsur yang dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan jika tidak dibuang dengan benar . Beberapa cairan panas bumi mengandung mineral berharga atau logam yang dijual sebagai produk dengan pemanfaatan energi . Dengan demikian , pengetahuan tentang karakteristik fluida penting untuk pengembangan panas bumi dan memiliki aplikasi untuk memahami deposit bijih vulkanik - host .

A. Gas Kimia

Gas panas bumi terbentuk selama kerusakan termal komponen volatil - kaya batuan reservoir , dengan reaksi cairan beredar dengan batuan reservoir , dari kontribusi degassing tubuh magma , dan dari kontribusi air meteorik udara jenuh . Cairan yang dihasilkan pada kepala sumur dari sistem dominasi uap - mengandung lebih banyak gas non terkondensasi berat daripada cairan yang dihasilkan dari sistem yang didominasi cairan khas karena komponen volatil yang istimewa diangkut dengan uap ( steam ) . Namun, komposisi gas dalam dua jenis sistem yang kurang lebih sama ( Tabel II ) . Waduk host di batuan berlempung menghasilkan gas yang relatif kaya komponen organik yang diturunkan : H2S , CH4 , NH3 , dan N2 . Waduk host di karbonat atau batuan vulkanik cenderung lebih kaya CO2 . Proporsi komponen non terkondensasi dalam gas yang dipancarkan dari fumarol ( Gambar 6A ) umumnya mirip dengan di waduk yang mendasarinya . Berbeda dengan gas vulkanik yang dipancarkan dari magma , gas panas bumi biasanya mengandung lebih banyak CO2 , kurang total sulfur , yang selalu dalam bentuk tereduksi ( H2S ) , halida asam langka, dan isi yang lebih tinggi dari CH4 , NH3 , dan N2 .

B. Air Kimia

Perairan panas bumi berkisar luas dalam komposisi ( Tabel III ) . Total padatan terlarut dalam fluida reservoir suhu tinggi ( 150 C ) berkisar dari sekitar 1000 menjadi 350.000 ppm ( lebih dari 10 kali air laut ) . Perairan waduk didominasi cairan cenderung Na - K - Cl cairan (Gambar 6B , lihat juga menyisipkan warna) , atau Na - K - Ca - Cl dalam kasus yang sangat asin . Analisis gas menunjukkan bahwa CO2 terlarut biasanya komponen utama berikutnya . Isi kation divalen , terutama Mg , cenderung rendah karena kelarutan terbalik karbonat dan sulfat dengan suhu. Tingkat silika dan isi elemen As, B , Br , dan Li relatif tinggi dibandingkan dengan sebagian besar air tanah lainnya . PH umumnya terletak di antara 6 dan 9 , meskipun cairan garam yang sangat mungkin lebih asam . Sifat kimia cairan ini ditentukan oleh suhu , reaksi dengan batuan reservoir , volume air relatif terhadap batuan , waktu tinggal air , dan kontribusi komponen dari sumber luar ( tanah dingin , air laut , magma , dll ) .

GAMBAR 6 (A) Fumarol, mendidih air asam sulfat-, dan sublimates asam membuat gurun dikelantang di Bumpass Hell di Lassen Volcanic National Park, California. Suhu fumarol bisa mencapai 160 C tapi biasanya dekat titik didih lokal. PH dan sulfat isi dari beberapa kolam yang 1 dan 10.000 ppm. (B) air Netral-klorida meletus tinggi di langit selama tes aliran baik VC-2B, Sulphur Springs, Valles kaldera, New Mexico. Suhu rata-rata cairan dari interval produksi selama tes ini adalah 225 C, meskipun temperatur dasar lubang adalah 295 C pada 1.762 m. PH waduk dan klorida konten dihitung ulang untuk menurunkan uap 6.2 dan 3000 ppm, masing-masing. Wellhead 2.2 m. (Lihat juga menyisipkan warna.)

Mata air panasdan geyser perairan netral - klorida biasanya menyerupai fluida reservoir induknya. Cairan ini dapat dimodifikasi selama arus ke permukaan dengan reaksi kimia yang ada dengan dinding batuan , dengan pengenceran dengan air tanah dekat permukaan dari berbagai jenis, atau dengan cara direbus . Perairan tersebut sering jenuh dengan silika atau karbonat pada kondisi permukaan dan bentuk deposito dari sinter atau travertine , masing-masing.

Mata air asam sulfat - bentuk di mana meningkatnya uap dan vola - tile senyawa mengembun menjadi dekat permukaan tanah - air , dan H2S yang dilakukan di uap teroksidasi membentuk asam sulfat (Gambar 6a ) . Komponen tambahan yang ditambahkan selama pelarutan asam batuan dekat permukaan .

Cairan asam sulfat yang comparitively kaya kation divalen dan trivalen dan rendah Na , K , Cl dan elemen yang paling jejak . Sulfur , sublimates asam , dan tanah liat sering disimpan.

C. Kimia Geothermometers

Pada tahun 1960 beberapa peneliti telah mencatat konsentrasi suhu tergantung dari beberapa spesies kimia dalam cairan panas bumi dan menerapkan hubungan ini untuk pengembangan eksplorasi dan waduk. Geothermometers kimia terdiri dari dua jenis umum: (1) berdasarkan konsentrasi mutlak konstituen dalam larutan, dan (2) berdasarkan rasio dari dua atau lebih unsur dalam larutan. Ketergantungan suhu beberapa geothermometers kimia telah dikalibrasi oleh eksperimen laboratorium dalam kondisi yang ideal, sedangkan geothermometers lain didasarkan pada hubungan empiris melibatkan banyak cairan yang dihasilkan dari bidang panas bumi yang berbeda di mana suhu reservoir dikenal. Kelarutan polimorf silika (kuarsa, kalsedon, kristobalit, dll) dalam air murni sebagai fungsi temperatur merupakan contoh utama dari geotermometer laboratorium dikalibrasi. Persamaan yang unik menggambarkan kelarutan masing-masing polimorf. Pada tipe kedua, satu atau lebih rasio kimia (biasanya rasio kation) dari cairan produksi dan terkait cairan air panas yang diplot terhadap kebalikan dari temperatur reservoir regresi linier dari data mendefinisikan ketergantungan suhu.

Banyak geothermometers telah dikembangkan dan disempurnakan selama bertahun-tahun untuk memenuhi kondisi tertentu. Empat persamaan geotermometer banyak digunakan dan pembatasan mereka adalah sebagai berikut.

Quartz conductive:

Konsentrasi dalam ppm kecuali komposisi gas (mol-%), dan T adalah C. Dihitung suhu equilibrium bawah permukaan untuk cairan dari sumur yang dipilih dan manifestasi panas tersebut tercantum di bawah analisis dalam Tabel II dan III. Para geothermometers empiris menghasilkan hasil yang sangat baik untuk waduk di sistem beku muda karena waduk panas telah menyediakan sebagian besar data untuk regresi. Para geothermometers kurang dapat diandalkan untuk sistem tektonik atau geopressured suhu lower reservoir, terutama dengan cairan konten Mg tinggi. Para geothermometers sebelumnya tidak berlaku untuk gas kondensat, air asam sulfat-, dan banyak air asin cekungan sedimen.

Penerapan perhitungan geotermometer memiliki banyak potensi perangkap selama eksplorasi, terutama karena komposisi cairan dapat berubah selama aliran dari reservoir ke permukaan. Pengenceran, pencampuran, mendidih, curah hujan, dan lainnya reaksi kimia dapat mengubah cairan asli sebagai penurunan suhu selama upflow. Selain itu, banyak air (misalnya, air soda dan air laut fosil) yang mencapai komposisi awal mereka oleh reaksi pada suhu moderat rendah untuk menghasilkan palsu dihitung suhu yang lebih tinggi. Meskipun ada beberapa skema untuk mengevaluasi proses tersebut, indikator independen suhu tinggi harus selalu dicari. Misalnya, adanya gas H2S yang kaya, distribusi luas mendidih mata Cl-kaya, dan deposit semi sinter (SiO2) biasanya menunjukkan bahwa reservoir 150 C terletak pada kedalaman.

D. Air Origins dan Sistem Abad

Meskipun sistem panas bumi terpanas jelas terkait dengan magmatisme, studi isotop menunjukkan bahwa air itu sendiri berasal terutama dari kuno pengendapan modern (Gambar 7). Sistem lain berisi air laut daur ulang, air laut fosil dan varian, dan air metamorf (air dilepaskan selama metamorfosis). Pengakuan positif dari air magmatik dalam sistem panas bumi dibuat setelah mempelajari cairan dipancarkan dari gunung berapi aktif. Dalam sistem tersebut, kontribusi magmatik biasanya 15% dari fluida reservoir massal, meskipun sistem langka mungkin berisi sebanyak 40%.

Tritium, 14C, dan 36Cl studi menunjukkan bahwa perairan waduk panas bumi biasanya lebih tua dari 1.000 tahun, umumnya lebih tua dari 10.000 tahun, dan jarang lebih tua dari

100.000 thn. Mata air panas yang berasal dari fluida reservoir kadang-kadang mengandung air yang lebih muda karena pencampuran dengan air tanah dekat permukaan.

GAMBAR 7 Plot deuterium (D) dibandingkan oksigen-18 (18O) untuk perairan meteorik (segitiga terbalik) dan fluida reservoir (awan) di sistem panas bumi yang dipilih (nilai dalam permil relatif terhadap Standar Berarti Samudera Air, SMOW). Hampir semua batuan isotopically diperkaya 18O dibandingkan dengan sebagian besar perairan. Sistem panas bumi seperti Wairakei, geyser, Laut Salton, dan Lassen mengandung air meteorik isotopically diperkaya oksigen 18 karena pertukaran isotop rock-air suhu tinggi. Sistem seperti Vulcano, Amatitla'n, dan Gunung St Helens mengandung campuran dari meteorik dan magmatik air (titik). WML adalah garis meteorik dunia untuk curah hujan. CM adalah kotak untuk marjin percakapan-gent (zona subduksi) perairan magmatik sedangkan RM adalah kotak untuk perairan magmatik sisa dalam tubuh mengganggu. Label lain yang diidentifikasi dalam Gambar. 1.

Tahan dari sistem panas bumi yang tanggal dari penelitian-penelitian mineral alterasi dan vena, deposito musim semi, dan hubungan geologi. Sistem seperti Valles kaldera telah terus aktif untuk 1 juta tahun lalu meskipun reservoir ini tidak besar. Sistem ditemukan di banyak gunung berapi busur dapat tidak lebih tua dari bangunan vulkanik, sering 100.000 tahun. Letusan gunung berapi bisa membuat perubahan yang cepat dalam sistem beku muda. Sebagai contoh, sistem hidrotermal hadir di Gunung St Helens (175 C) terbentuk setelah letusan 1980. Tahan dari kebanyakan sistem tektonik buruk dipelajari meskipun beberapa 1 juta tahun berdasarkan deposito mata air panastanggal. Sistem geopressured besar proba-Bly 1 juta tahun karena penguburan lambat dan pressur-isasi dari strata waduk.

E. Perubahan hidrotermal dan

Deposit Mineral

Studi rinci batuan dan core drill dari berbagai sistem panas bumi mengungkapkan perubahan mineral dan vena kumpulan, dan berharga-dan basis-logam endapan yang menyerupai orang-orang dalam deposito bijih epitermal. Kumpulan umum di 150-350 C waduk termasuk kuarsa, kalsit, illit, klorit, adular'ia, epidot, anhidrit, dan wairakite. Cairan dan inklusi fluida dalam sistem aktif memiliki rentang yang sama dalam suhu dan salinitas formasi sebagai inklusi fluida ditemukan dalam deposit kuno. Cairan panas bumi yang paling dieksploitasi berisi berkurang spesies sulfur dan endapan mineral sulfida umum (pirit, pirhotit, galena, sfalerit, kalkopirit, dll) ditemukan di banyak deposit bijih.

Meskipun bagian yang lebih dalam dari sistem panas bumi terlalu panas untuk saya, manifestasi dekat permukaan dapat diakses. CO2 kaya (soda) perairan botol untuk konsumsi publik di banyak daerah air panas dan mineral, dan gas CO2 dikompresi untuk industri pengolahan. Onyks dan deposito travertine (CaCO3) sering ditambang untuk batu hias. SiO, CO, S, B, dan NH4 senyawa ditambang di Larderello fumarol sampai saat ini. S adalah umumnya ditambang dari zona asam sulfat dan penggantian sebagai produk dari beberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi. Hg ditambang dari daerah air panas timur dari geyser baru-baru ini tahun 1950, dan Au dan Hg pada tingkat ppm terjadi pada mucks sekitar beberapa sumber air panas alkali di daerah pertambangan di dekatnya. Deposito sinter dan lubang sumur endapan pada beberapa sistem panas bumi mengandung Au, Ag, Hg, Sb, dan logam lainnya. Deposito Ag-kaya dari pipa pulih dan dijual di Laut lapangan Salton (USA). Sulfida mengendap di Okuaizu lapangan (Jepang) mengandung 115 ppm Au, 3,5% berat Ag dan logam dasar umum. Salton Sea air asin mengandung tingkat yang sangat tinggi dari Zn, Pb, dan Mn (550, 110, dan 1200 ppm, masing-masing). Logam serupa ditemukan di air asin dari sistem Fushime (Jepang). Sub-bijih kelas MoS2 (0,5% berat) dan logam dasar kurang berlimpah ditemukan dalam sektor dangkal dari sistem kaldera Valles. B dan Cu sebagai tourmaline dan kalkopirit secara lokal kaya batuan bermetamorfosa berbatasan tubuh mengganggu bawah geyser. Borosilicates juga ditemukan jauh di dalam reservoir Larderello.

VI. Pengembangan Panas Bumi

A. Eksplorasi

Tujuan utama eksplorasi adalah untuk menemukan reser-voirs uap atau air panas yang dapat menopang pembangunan komersial. Secara statistik, sekitar 70% dari daerah panas bumi dengan fitur mendidih akan menjadi tuan rumah sistem dieksploitasi. Dengan demikian, strategi eksplorasi regional awalnya fokus pada daerah yang diketahui dari air panas dan aktivitas fumarol atau daerah yang diketahui dari akuifer panas. Upaya pertama adalah untuk mengevaluasi pusat vulkanik muda, menggambarkan struktur geologi utama, menilai panas daerah Pw, dan menghitung suhu waduk bawah permukaan dari geokimia Vid sampel (Tabel II dan III; lihat Tabel IV). Setelah calon target yang dipilih, eksplorasi melibatkan pendekatan yang lebih rinci untuk menentukan umur dan struktur batuan reservoir, kedalaman mungkin untuk reservoir, Vid karakteristik dan jalur, dan model konseptual dari sistem. Model kemudian diuji oleh pengeboran, yang terutama con > ms kehadiran (atau ketiadaan) dari reservoir dan suhu.

Eksplorasi pengeboran biasanya membutuhkan seseorang untuk e lubang yang menembus sampai kedalaman 1,5 km, tergantung pada anggaran, pengetahuan yang didapat dan masalah yang dihadapi selama pengeboran, dan keberhasilan > st lubang (s). Log geofisika memberikan suhu epth pro es, kadar air, tekanan formasi, zona produksi, dan informasi lainnya. Cores memberikan rincian tentang stratigrafi, al-teration mineralogi dan sejarah, pola fraktur, dan porositas batuan. Jika suhu tinggi Vids ditemui, tes Pw dapat dilakukan untuk menentukan parameter reservoar awal. Analisis cairan membentuk kondisi latar belakang, menilai dampak lingkungan yang potensial, dan mengevaluasi korosi dan sifat curah hujan. Permukaan dan studi bawah permukaan kemudian dikombinasikan untuk merumuskan model sistem panas bumi. Hasil model yang digunakan untuk membuat ekonomi 'strategi ld-pembangunan, yang digunakan untuk memperoleh ] ancing untuk pengeboran produksi dan eksploitasi akhirnya sumber daya. Proses eksplorasi keseluruhan pada lokasi tertentu harus mengambil tidak lebih dari 1 sampai 3 tahun tetapi telah dikenal untuk mengambil lebih dari 10 tahun di beberapa prospek karena berbagai faktor teknis, ekonomi, dan politik.

B. Produksi

Sistem panas bumi yang masuk tahap pengembangan panas bumi disebut 'LDS. Pemerintah atau perusahaan swasta memperoleh hak kepemilikan atau pengembangan ke tanah yang diperlukan untuk pengeboran sumur, menciptakan infrastruktur, dan membangun pembangkit listrik. Tergantung pada kelayakan teknis, ] pembatasan ancial, dan faktor lainnya, rencana pembangunan awal akan menentukan berapa banyak daya yang harus dipasang di > st fase. Berdiameter besar (20 sampai 60 cm) sumur produksi dibor untuk memotong Vid penghasil fraktur atau cakrawala stratigrafi dalam zona identifier 'd sebagai reservoir. Karena setiap sumur completed, itu diuji untuk menentukan Vid entalpi,- massa Pw menilai, penurunan tekanan, ketebalan permeabilitas, dan parameter lainnya. Beberapa sumur dibuang secara simultan untuk jangka untuk menentukan karakteristik gangguan. Setelah > st fase pengembangan tenaga gen-erates, yang 'ld dapat diperluas di blok (jika layak secara ekonomis) dimana sumur tambahan dibor untuk mempertahankan lebih banyak tanaman.

Dari sekitar 80 dibor panas bumi 'LDS, rata-rata di-macet kapasitas sekitar 100 MWe (Tabel I) dan suhu rata-rata adalah 250 waduk 40 C. Biaya hadir dari MWe proyek panas bumi 55 termasuk eksplorasi-tion, sumur, infrastruktur, dan pabrik adalah sekitar US $ 110 juta atau sekitar US $ 2 juta / MWe dengan umur yang diharapkan dari 25 tahun. Beberapa 'LDS telah ada selama 30 tahun. Berarti waktu pembangunan setelah eksplorasi adalah 6 sampai 7 thn.

C. Power Generation

Desain dasar tanaman untuk uap-dan waduk didominasi cairan ditunjukkan pada Gambar. 8. Seperti yang disebutkan sebelumnya, waduk didominasi uap-yang paling diinginkan karena semua fluida yang dihasilkan adalah uap yang dapat dikirim ke turbin dengan pengobatan ringan. Pada tahun 1998, setelah 40 tahun eksploitasi, sumur khas dalam Bidang Air Mancur menghasilkan uap dengan entalpi 2800 kJ / kg pada tingkat aliran (Fv) sekitar 45.000 kg / jam. Mengabaikan efisiensi konversi, daya yang tersedia, P, adalah sekitar

P Fv H, (8)

dimana H adalah perbedaan antara entalpi uap produksi dan uap ambien. Dengan asumsi yang terakhir terjadi pada T 25 C, produksi listrik rata-rata di geyser adalah sekitar 3 sampai 4 MW / sumur kotor. Wells di Kamojang menghasilkan sekitar 5 MW / baik, sedangkan sumur Darajat menghasilkan sekitar 15 MW / baik. Sekitar 20% dari massa fluida diinjeksikan kembali ke reservoir setelah melewati kondensor. Sisa fluida memasuki atmosfer dari kondenser.

Reservoir yang didominasi cairan di atas 200 C memerlukan pemisahan uap ke flash (mendidih) cairan pada kondisi menyediakan massa maksimum uap pada tekanan yang optimal untuk menggerakkan turbin. Wells kumulatif memproduksi 800.000 kg / jam pada 17,9% flash akan menghasilkan 143.000 kg / jam uap pada 170 C dan 0,79 MPa pada pemisah (dijelaskan di atas), menghasilkan sekitar 10 MW kotor. Sumur Khas menghasilkan 5 MW meskipun sumur langka akan menghasilkan lebih dari 30 MW. Sekitar 657.000 kg / jam menghabiskan air garam harus dibuang, sebaiknya melalui suntikan. Produksi dan injeksi fluida terkadang diencerkan dengan air permukaan atau diperlakukan dengan bahan kimia untuk mencegah atau kerak mineral menghambat dan korosi sumur, pipa, dan turbin. Metode ini kadang-kadang sia-sia, membutuhkan reaming mekanik intermiten pipa dan sumur dan penggantian suku cadang turbin.

GAMBAR 8 Diagram menunjukkan skema pembangkit listrik untuk (a) uap-dan (b) reservoir panas bumi yang didominasi cairan.

Waduk dengan suhu di bawah 200 C sering dimanfaatkan dengan biner pembangkit listrik siklus yang menggunakan penukar panas dan fluida kerja organik untuk mengekstrak panas. Misalnya, tanaman biner di Long Valley dan Caldera Steamboat Hills (USA) menggunakan isobutana sebagai fluida kerja untuk mengekstrak panas dari reservoir pada 170-175 C. Satu keuntungan dari tanaman biner adalah bahwa fluida produksi beredar di bawah tekanan tanpa berkedip, yang mencegah pelepasan gas dan curah hujan / masalah korosi. Meskipun tanaman biner menghasilkan tenaga kurang per satuan massa cairan yang dikonsumsi karena enthalpy rendah, mereka menjadi lebih umum untuk produksi listrik sebagai teknologi membaik. Siklus biner sering ditambahkan ke tanaman kilat tua untuk menangkap energi tambahan dari cairan limbah.

Ukuran tanaman listrik tergantung pada banyak variabel termasuk kebutuhan arus kas langsung. Generator baik kepala dapat ditempatkan pada sumur tunggal untuk segera memproduksi sesedikit 500 kWe, namun instalasi ini sangat tidak efisien. Pabrik besar di bidang mapan memproduksi sebanyak 130 MWe, meskipun tanaman MWe 55 lebih khas.

D. Penurunan

Sumber daya panas bumi tidak terbatas, meskipun mereka sering diklasifikasikan sebagai'' sumber daya terbarukan''. Dengan waktu, daya output turun di sebagian besar bidang karena tekanan reservoir yang menurun akibat penarikan cairan. Sebagai contoh, tingkat aliran rata-rata sumur memasok uap ke NCPA Plant 1 di sektor tenggara dari geyser turun di mana saja 7-24% per tahun selama 1982-1990. Selama periode ini, tekanan kepala sumur rata-rata turun lebih dari 50%. Uap tambahan disediakan untuk tanaman oleh pengeboran make-up sumur dalam blok produksi, tapi akhirnya strategi ini tidak efektif untuk mempertahankan total kapasitas terpasang pabrik. Sebuah strategi baru menyuntikkan air limbah yang diolah dari kota-kota terdekat untuk membantu meningkatkan tekanan reservoir.

Jangka panjang (30 tahun) daya produksi yang berkelanjutan membutuhkan keseimbangan antara tingkat produksi cairan dan resapan alamiah reservoir. Injeksi cairan dari pembangkit listrik dan sumber-sumber lain, biasanya sekitar pinggiran lapangan, membantu menjaga keseimbangan ini. Namun, banyak bidang panas bumi memiliki beberapa operator atau karakteristik ekonomi lainnya yang menciptakan insentif keuangan bertentangan dengan produksi yang berkelanjutan.

E. tanpa elektrik Menggunakan

Beberapa sistem suhu tinggi yang dikembangkan untuk keperluan non-listrik. Sebuah pengecualian penting adalah bidang panas bumi Kawerau (NZ), di mana 280 C cairan menghasilkan listrik, strip kulit kayu dari log, menjalankan peralatan mekanik, menyediakan silika, dan kertas mengering di sebuah pabrik besar. Waduk dengan suhu kurang dari 130 C biasanya tidak praktis untuk pembangkit listrik, bahkan pada tingkat aliran tinggi. Yang paling umum aplikasi langsung digunakan untuk menengah hingga cairan panas bumi bersuhu rendah adalah spa dan resort kesehatan, ruang pemanasan, greenhousing, dan ikan / reptil pertanian. Cairan di atas 60 C dapat digunakan dalam aplikasi industri banyak (pemanasan awal, penyemprotan, mengukus, pasteurisasi, deicing, dan mensterilkan). Aplikasi yang lebih khusus meliputi buah / sayur pengeringan, pendinginan, fermentasi dan distilasi alkohol, jamur tumbuh, oil recovery canggih, dan pertambangan heap-leach.

F. Pemantauan

Karakteristik Reservoir, selain yang berkaitan langsung dengan pemanfaatan listrik, juga dipantau selama produksi. Ini mungkin termasuk pemantauan seismik, pengukuran emisi ke atmosfer atau air tanah, perubahan temporal dalam cairan kimia dan kandungan panas cairan produksi, dan setiap perubahan dalam perilaku fitur termal, kesalahan, bentang alam, sungai, dan gunung berapi di dekatnya. Data yang digunakan untuk tujuan hukum, ekonomi, lingkungan, keselamatan, dan ilmiah.

VII. Isu Lingkungan dan Keselamatan

PLTP melepaskan lebih sedikit CO2 ke atmosfer dibandingkan tanaman pembakaran bahan bakar fosil (7% dari total yang dikeluarkan oleh sebuah pabrik berbahan bakar gas setara). Meskipun energi panas bumi merupakan sumber daya yang relatif ramah lingkungan, ada banyak dampak yang terjadi selama perkembangan. Setiap operasi konstruksi dan pengeboran berskala besar akan menghasilkan dampak visual pada lanskap, membuat kebisingan dan limbah, dan mempengaruhi ekonomi lokal.

Banyak negara memiliki peraturan lingkungan yang ketat mengenai beberapa dampak, sedangkan yang lainnya tidak. Berikut adalah daftar masalah umum (dengan situs contoh pria-disebutkan) biasanya ditangani selama tahap pembangunan di bidang panas bumi.

1. Pencemaran H2S atmosfer. H2S adalah gas beracun yang berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan (IDLH) pada tingkat di atas 142 mgm 3 udara. Selama tahun-tahun awal pembangunan di The Air Mancur (pra-1975), ada banyak keluhan tentang bau dari H2S yang dirilis oleh pembangkit listrik. Sejak itu, sistem penurunan H2S telah hampir dieliminasi masalah ini. Tentang 1,5 t / hari S sekarang digosok dari 55 MWe pembangkit listrik khas pada geyser dan biasanya dijual untuk tujuan ag-ricultural. Namun, beberapa negara berkembang memiliki peraturan kasual tentang pencemaran H2S dan tidak ada sistem pengurangan diinstal. Akibatnya, kualitas udara di beberapa pembangkit listrik yang menjengkelkan jika tidak berbahaya.

2. Pencemaran Brine air tanah. Menghabiskan air garam dari sistem yang didominasi cairan umumnya mengandung jumlah berlebihan As, B, Cl, SiO2, dan senyawa lain dengan potensi risiko terhadap manusia, ternak, dan tanaman. Banyak air asin dianggap limbah beracun di sebagian besar negara maju dan harus diobati atau dibuang untuk membuat mereka tidak berbahaya. Karena keuntungan ekonomi yang jelas, bidang yang paling memproduksi menyuntikkan air garam untuk membantu mempertahankan volume fluida reservoir dan tekanan. Namun, ada bidang di mana menghabiskan air garam telah dibuang ke sungai atau laut terdekat (Tiwi, Filipina, Ahuachapa 'n). Di beberapa negara, air asin yang dihasilkan selama uji aliran sumur baru dibuang di tanah atau ke sungai setempat, mencemari sistem air tanah dangkal. Biasanya, cairan yang cukup dengan perairan dekat-permukaan yang dingin membawa konsentrasi kontaminan-faktor turun ke tingkat yang dapat diterima.

3. Ledakan hidrotermal. Banyak bidang panas bumi mengandung uap topi kaya dangkal yang kadang-kadang akan melebihi tekanan lithostatic dan meledak secara berkala. Dalam beberapa sistem panas bumi, produksi fluida reservoir telah menyebabkan tekanan bawah permukaan menurun, sehingga mendorong mendidih dan meningkatkan aktivitas fumarolic. Umumnya, kawah ledakan hidrotermal terbentuk di mana-fu maroles dan mata air asam sudah ada, membuktikan bahwa ledakan ini kadang-kadang disebabkan oleh proses alam. Kawah ledakan hidrotermal kuno sering tapuk bagian dari sistem panas bumi (Rotokawa, NZ). Daerah ini dapat membuat bantalan bor miskin dan lokasi konstruksi karena kondisi berpotensi asam dan tanah yang tidak stabil. Namun, tidak biasa bagi penduduk lokal di negara-negara terbelakang untuk membangun rumah di sekitar daerah tersebut karena aliran panas alami mengurangi biaya pemanasan dan air panas yang digunakan untuk memasak. Pada kesempatan langka ledakan hidrotermal dekat bidang geo-thermal telah membunuh orang dan reruntuhan bangunan selama hujan tak terduga lumpur panas, uap, dan rock (Ahuachapa 'n).

4. Tanah longsor. Banyak bidang panas bumi yang berlokasi di medan vulkanik dan tektonik memiliki lega tinggi dan curah hujan. Karena cairan termal bereaksi dengan batuan host untuk memproduksi tanah liat, silika residu, dan produk perubahan lainnya, sebagian besar tanah di lereng atas beberapa sistem panas bumi tidak stabil. Longsor kuno dan modern adalah fitur umum dari banyak sistem (geyser). Tanah longsor sering situs bangunan yang menarik karena mereka menghasilkan daerah datar. Jalan dan infrastruktur Namun, tanah longsor di bidang panas bumi telah hancur, telah retak baik casing panas bumi karena merayap, telah dipenggal sumur menyebabkan'' blow-out,'' dan telah dikuburkan penduduk selama runtuh mendadak (Zunil, Gua-temala).

5. Gangguan Reservoir, deplesi, subsidence, dan induksi kegempaan. Produksi jangka panjang cairan panas bumi dapat mempengaruhi beberapa sumur produksi dengan mengambil air dingin di dari margin dari sistem (Cerro Prieto). Fitur termal seperti sumber air panas, fumarol, dan geyser dapat mendinginkan atau berhenti karena tekanan reservoir permukaan air atasnya menurun dan sebagai dingin air tanah bercampur dengan fluida reservoir (Rotorua dan Ohaaki, NZ). Penghapusan luas fluida reservoir dapat memulai penurunan tanah (Wairakei dan Ohaki). Biasanya penurunan adalah diferensial dan menyebabkan kerusakan jalan dan kerusakan langka untuk sumur dan bangunan. Penurunan besar pada akhirnya dapat menghasilkan microseismicity dan patahan lokal. Injeksi cairan sering menyebabkan aktivitas seismik di dalam dan di dekat tepi waduk.

6. Gempa bumi dan bahaya vulkanik. Kebanyakan sistem panas bumi temperatur tinggi ditemukan di daerah tektonik aktif di mana gempa bumi bersejarah dan pemindahan kesalahan telah terjadi (Dixie Lembah). Bangunan harus dibangun untuk menahan tingkat yang wajar dari tanah bergetar dalam skenario terburuk. Beberapa bidang panas bumi yang terletak di sisi-sisi historis gunung berapi aktif (Kilauea, USA). Gaya letusan dan frekuensi letusan gunung berapi di dekatnya harus dievaluasi sebelum pembangkit listrik dan infrastruktur yang dibangun di lokasi berbahaya.

VIII. Ringkasan

Sistem panas bumi terjadi di mana waduk air panas dan uap yang ada pada kedalaman yang relatif dangkal.

Sistem suhu tinggi yang paling sering ada di dekat daerah vulkanik dan tektonik aktif Bumi. Meskipun tubuh magma mungkin berisi jumlah besar panas, konveksi air tanah membawa panas untuk menangkal permukaan jauh lebih efektif daripada konduksi panas melalui batu. Cairan panas bumi berbeda dari cairan magmatik karena suhu yang lebih rendah, kandungannya rendah volatil asam, equilibrium dalam berbagai batuan dekat permukaan, dan tingginya kandungan air meteorik atau air tanah / air laut lainnya. Tahan dari beberapa sistem panas bumi melebihi 1 juta tahun dan beberapa sistem saat ini membentuk deposit bijih. Geologi, hydrogeochemical, dan geofisika karakteristik convecting cairan panas bumi, waduk, dan sumber panas mereka membentuk dasar metode eksplorasi panas bumi dan model pembangunan. Bidang panas bumi komersil menghasilkan listrik dengan pipa cairan panas diekstraksi dari sumur ke turbin generator yang dijalankan. Aplikasi tanpa elektrik terus meningkat, namun spa, ruang pemanasan, greenhousing, dan perikanan tetap penggunaan prima. Seperti banyak sumber energi lain, sistem panas bumi depletable dan memiliki seperangkat unik karakteristik lingkungan dan keselamatan. Langkah-langkah proaktif untuk mengurangi masalah lingkungan yang potensial yang bermanfaat bagi kesehatan jangka panjang dan kesejahteraan finansial perkembangan komersial. Pemanfaatan energi panas bumi di seluruh dunia meningkat setiap tahun karena merupakan alternatif yang menarik untuk membakar sumber daya bahan bakar fosil impor dan domestik.

CHAPTURE 50

MANIFESTASI PERMUKAAN SISTEM PANAS BUMI DENGAN PANAS SUMBER VULKANIK

GLOSARIUM

adveksi gerakan bawah permukaan air tanah di batuan permeabel di bawah pengaruh gradien tekanan lateral yang (dari medan tinggi ke suatu lembah yang luas , misalnya) .

perubahan ( atau ubahan hidrotermal ) Perubahan dalam komposisi mineralogi dari batu , dibawa oleh tindakan cairan hidrotermal . Istilah meliputi pengendapan langsung mineral sekunder sebagai urat atau vug mengisi .

apung A vertikal , gaya ke atas diarahkan disebabkan oleh perbedaan kepadatan antara kolom hidrostatik cairan panas dalam reservoir panas bumi dan kolom yang sama

cairan dingin luar . Gerakan cairan yang dihasilkan disebut '' konveksi bebas '' atau '' konveksi alami''

konduksi , konveksi Mode perpindahan panas . Konduksi melibatkan transmisi panas dalam sebuah batu tanpa perpindahan massa , perpindahan panas pada batu permeabel oleh hasil konveksi dari massa (cairan ) transfer.

cairan Sebuah istilah ringkasan yang menggambarkan fase media konveksi mentransfer panas , yakni , gas cair , dan kombinasi mereka. Cairan mungkin berasal dari air tanah menyusup ( '' '' meteorik air) atau dari magma ( '' '' magmatik air) . Fase gas bawah permukaan air adalah uap '' , '' tapi di permukaan itu adalah '' uap , '' mengandung tetesan kondensat . Gas dalam sistem hidrotermal biasanya kurang reaktif ( uap , CO2 , dan H2S ) dibandingkan sistem vulkanik ( uap , HCl , SO2 , HF , misalnya) .

Sistem panas bumi Sebuah istilah umum yang menggambarkan perpindahan panas alami dalam volume terbatas dari kerak bumi di mana panas yang diangkut dari sumber '' panas '' ke'' heat sink , '' biasanya permukaan bebas .

sistem hidrotermal Suatu jenis sistem panas bumi di mana transfer panas dari sumber panas ( sering pluton pendingin ) ke permukaan oleh '' konveksi bebas , '' melibatkan '' mete - oric '' cairan dengan atau tanpa jejak cairan magmatik . Cairan dibuang pada atau dekat permukaan diisi ulang oleh air meteorik berasal dari luar (recharge) yang ditarik oleh cairan meningkat. Sebuah sistem hidrotermal terdiri dari (1) sumber panas, (2) reservoir dengan cairan termal, (3) daerah resapan sekitarnya, dan (4) (panas) daerah pembuangan di permukaan dengan manifestasi.

manifestasi Sebuah istilah yang menggambarkan (1) fitur di permukaan tanah di mana cairan debit, terutama sebagai cairan fase tunggal (misalnya, sumber air panas, danau panas dan kolam renang, fumarol), (2) fitur yang dihasilkan dari cairan / rock interaksi dan endapan mineral hidrotermal , juga di permukaan tanah. Istilah, dalam arti luas, mengacu pada fitur termal baik aktif dan tidak aktif.

sistem vulkanik Sebuah jenis sistem panas bumi di mana panas dan massa transfer dari tubuh batuan beku (biasanya dapur magma) ke permukaan yang melibatkan konveksi cairan magmatik dan debit sporadis magma (bawah permukaan mencair), cairan meteorik tidak terlibat dalam proses perpindahan panas atau yang kecil.

sistem vulkanik-hidrotermal Sebuah kombinasi dari'' hidrotermal'' dan'''' vulkanik sistem, di mana ascending magmatik (primer) cairan biasanya mencampur dengan meteorik (sekunder) cairan (jarang air laut), juga disebut'' sebuah magmatik hidrotermal sistem.''

I. Pendahuluan

Dalam hidrotermal dan vulkanik sistem perpindahan panas dan massa di kerak dari sumber yang mendalam ke daerah pembuangan di permukaan. Panas bergerak oleh konveksi dan konduksi. Dalam sistem hidrotermal media perpindahan panas convecting secara dominan disusupi air permukaan (yaitu, asal meteorik). Cairan yang mengalihkan sebagian panas, meskipun terputus-putus, dalam sistem vulkanik adalah magma dan gas magmatik. Namun, ascending cairan magmatik dapat bercampur dengan mantling atau menurun cairan meteorik, konveksi campuran tersebut adalah karakteristik dari sistem vulkanik-hidrotermal, yang dengan demikian merupakan campuran dari sistem vulkanik dan hidrotermal (Gambar 1). Sistem vulkanik aktif menghasilkan suhu tinggi karakteristik-berdistribusi (T 150 C) fitur debit permukaan dijelaskan di bagian lain dalam Encyclopedia ini. Dalam bab ini, manifestasi permukaan sistem vulkanik-hidrotermal dan hidrotermal dibahas.

GAMBAR 1 Subbagian sistem hidrotermal konvektif dengan output panas alami dan suhu reservoir yang disimpulkan (1 kedalaman km) sebagai discriminants.

Manifestasi permukaan adalah satu-satunya ekspresi langsung diamati dari sistem panas bumi. Manifestasi ini sangat bervariasi dalam penampilan mereka, seringkali mencerminkan jenis reservoir geotermal dari mana cairan mereka habis berasal. Mengontrol parameter meliputi temperatur reservoir jenis fluida reservoir, jenis batuan reservoir, dan sifat dari sumber panas. Memang, sifat sumber panas adalah utama yang penting. Ini dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1. Magma dalam kerak (lokal atau luas)

2. Intra kerak non magmatik

3. Aliran panas konduktif dalam kerak

Pengelompokan ini dapat dibagi lebih lanjut dengan mempertimbangkan pengaturan lempeng tektonik masing-masing, karena sebagian besar perpindahan panas anomali adalah melalui sistem panas bumi terkonsentrasi di sepanjang batas lempeng aktif (active margin).

Sistem panas bumi juga dapat dibagi dengan menggunakan suhu waduk mereka di sekitar 1 km kedalaman (dipilih sewenang-wenang) sebagai parameter diskriminatif. Di sini kita membedakan antara sistem berikut:

1. Tinggi (225 C) suhu (tinggi-T)

2. Intermediate (125-225 C) suhu

3. Rendah (125 C) suhu (rendah-T) sistem

Oleh karena itu, kita gunakan, misalnya, manifestasi'' frase yang terkait dengan sistem suhu tinggi'' sebagai istilah tertentu. Namun, tidak semua sistem panas bumi, terutama yang quasistagnant, memiliki manifestasi permukaan.

Jumlah panas (unit: joule) ditransfer oleh cairan dapat dinilai dengan mengukur laju aliran massa di permukaan dan enthalpy nya (kandungan panas). Parameter ini menentukan tingkat debit panas manifestasi permukaan, Qs, dalam joule / detik (J / s) atau watt (W), sebuah unit banyak digunakan adalah megawatt (MW 1 106 W). Qs merupakan parameter penting yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan sistem panas bumi karena tingkat konveksi mencerminkan besarnya output panas mereka. Output alami khas sistem suhu rendah umumnya dari urutan 0,1-3 MW, dan bahwa suhu tinggi sistem antara 30 dan 300 MW . Jenis , nomor , dan ukuran manifestasi permukaan hadir pada setiap mencerminkan hal ini .

Tingkat debit panas dari sistem vulkanik , Qv , juga dapat diperkirakan dari massa bahan meletus atas dalam jangka panjang tetapi terbatas , memungkinkan untuk degassing . Sistem hidrotermal suhu tinggi host dalam rezim vulkanik di sepanjang banyak margin lempeng aktif ( busur vulkanik , misalnya) memiliki output heat ( Qs ) sekitar besarnya sama dengan Qv .

Jenis manifestasi permukaan , tercantum dalam huruf miring , yang diperkenalkan di bagian berikut dengan mengacu pada terjadinya mereka lebih dari jenis yang menonjol dari sistem panas bumi . Hubungan antara berbagai sistem , menggunakan temperatur reservoir yang disimpulkan mereka ( c. kedalaman 1 km ) dan output panas alami mereka sebagai discriminants , digambarkan dalam Gambar . 1 . Deposito panas bumi karakteristik dan perubahan juga diperkenalkan bersamaan dan digarisbawahi . Lokalitas manifestasi individu tercantum dalam huruf tebal di berita untuk pertama kalinya . Dalam dua bagian terakhir, semua manifestasi dikelompokkan sesuai dengan mode perpindahan permukaan panas, permukaan karakteristik mereka alter- asi , dan deposit surficial .

II . Manifestasi Sistem Vulkanik - hidrotermal dan Afiliasi

Ascending cairan magmatik dalam sistem vulkanik aktif biasanya bercampur dengan cairan mantling meroket . Sistem vulkanik - hidrotermal tersebut hanya telah diakui baru-baru ini sebagai jenis terpisah dari sistem panas bumi dari tanda tangan isotop karakteristik cairan mereka. Ada kemungkinan bahwa sebagian besar sistem vulkanik telah mantling fluida hidrotermal , misalnya , bahkan panas ( 500 C ) gas dibuang dari gunung berapi Putih Island ( NZ ) mengandung fluida dengan komponen baik magmatik dan menengah ( non - magmatik ) . Sebuah subdivisi sistem vulkanik - geothermal dibenarkan dimana komponen cairan magmatik tidak lagi dominan dengan volume, misalnya, dalam memudarnya sistem vulkanik , yang di sini disebut

'' kuasi sistem vulkanik - hidrotermal . ''

A. Manifestasi Sistem Vulkanik - hidrotermal

Sistem vulkanik - hidrotermal terutama terbatas pada stratovolcanoes atau kaldera muda dan menunjukkan karakteristik manifestasi permukaan yang dikategorikan spasial sehubungan dengan pusat mereka vulkanik , yaitu solfataras , fumarol , danau asam panas, air panas asam ( pemakaian -and sulfat perairan sulfat - klorida ) , dan asam aliran langka. Pada ketinggian rendah , mata air panas kecil dapat debit pH netral , klorida , atau kadang-kadang air bikarbonat - klorida . Khas zonasi fitur debit ditunjukkan pada Gambar . 2 .

Istilah solfatara berasal dari nama lokal , mungkin dari Fields Phlegrean ( S. Italia ) , sistem vulkanik - hidrotermal aktif ( Forum Vulcani ) dalam kaldera yang dijelaskan oleh Pliny the Elder . Solfataras sini menyimpan sejumlah besar sulfur sekitar ventilasi dan uap debit , CO2 dan H2S ( jarang SO2 ) . Terkadang gundukan belerang mengembangkan, misalnya , di Biliran ( Philip - pines ) , Tatun ( Taiwan ) , dan Kawah Ijen ( Jawa ) . Akumulasi sulfur cair dapat terjadi pada kedalaman dangkal . Aktif bidang solfatara dengan akumulasi besar sulfur telah ditambang di Tatun dan Kawah Ijen . Selain belerang , manifestasi ini juga mencakup deposito mineral sulfat seperti nontronit , natroalunite , jarosit , gipsum , dan berbagai sulfat hidrat biasanya singkat . Kelompok mineral kaolin, seperti dikit terjadi, dan diaspore dan pyrophyilite juga hadir di tempat-tempat . Sebagai asam kondensat menjadi semakin dinetralkan dengan berinteraksi dengan batuan host , mereka dapat membentuk smectites . Namun, proses perubahan yang dominan destruktif , silika amorf yang deposito sebagai silika residu dalam lingkungan ini dominan berasal dari batuan sekitarnya dan tetap di permukaan sebagai konstituen lain yang tercuci .

Istilah fumarol telah digunakan untuk menggambarkan ventilasi yang uap debit yang berubah menjadi uap. Itu digunakan pada awalnya untuk menggambarkan dan mengklasifikasikan fitur pemakaian gas vulkanik , misalnya , oleh St Claire Deville di

1850-an . Ini bukan istilah tertentu dan harus memenuhi syarat sehubungan dengan debit suhu, kecepatan gas , dan komposisi gas. Fumarol yang terkait dengan sistem vulkanik - hidrotermal mungkin debit uap dengan kecepatan tinggi ( 150 m / s ) . Uap biasanya mengandung sejumlah kecil gas magmatik agresif (seperti HF , HCl , dan SO2 ) . Jika komponen magmatik ( dengan SO2) yang dominan , suhu fumarol mungkin 130 C ( Kawah Ijen ) tapi biasanya 130 C dimana komponen hidrotermal ( dengan H2S ) yang dominan ( Biliran ) .

Ventilasi pemakaian uap atas sistem suhu tinggi tanpa jejak gas magmatik juga yang dijelaskan sebagai'' fumarol ''; Italia naturalis Tozzetti diterapkan istilah ini pada 1751 untuk bidang suhu tinggi dari Tuscany , tapi ia diasumsikan bahwa semua uap habis itu asal magmatik . Studi isotop dibuat dalam 1950 menunjukkan bahwa uap dan air panas dibuang oleh hampir semua sistem suhu tinggi berasal dari air meteorik , sehingga '' istilah'' fumarol muncul kemudian menjadi sebuah ironi . Namun, studi isotop yang lebih baru telah menunjukkan bahwa komponen air magmatik terjadi pada banyak sistem hidrotermal suhu tinggi . Istilah ini sekarang bertahan , oleh karena itu, untuk mencakup semua fitur debit uap alami melalui sistem hidrotermal .

Uap dan paling magmatik gas mengembun pada kedalaman dangkal ( atau larut dalam bertengger atau menurun perairan meteorik ) , menghasilkan air asam yang mungkin debit di tempat yang panas , asam danau kawah ( Kawah Ijen ) dan sebagai mata air panas di mana uap asam fluks tinggi . Para kondensat dekat permukaan dapat disalurkan untuk debit sebagai asam aliran , ini adalah khas dari sistem hidrotermal gunung berapi - dan terjadi, misalnya , di sisi-sisi luar Sorik Marapi ( Suma - tra ) . PH perairan ini biasanya 2 , dan pencucian batu adalah umum . Tingkat debit hingga 200 kg / s telah dilaporkan untuk aliran asam tunggal pada Sorik Marapi , namun tingkat debit rendah (a kg beberapa / s ) jauh lebih khas .

Asam kondensat bergerak lereng bawah dalam campuran subsurface, dan dengan air tanah dangkal, sering dalam akuifer bertengger, untuk menjadi perlahan dinetralkan oleh cairan / rock interaksi progresif. Mata air asam hangat downslope lanjut, oleh karena itu, memiliki nilai pH yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh buangan dari arus bawah permukaan awalnya asam kondensat di sisi-sisi Tangkuban-prahu (Jawa) dan Nevado del Ruiz (Kolombia). Cepat netralisasi terjadi di mana asam kondensat melewati batu gamping (Sibayak, Sumatera).

Kebanyakan sistem vulkanik-hidrotermal tampaknya dikelilingi oleh reservoir yang mengandung air pH netral (reservoir dapat memiliki'''' toroid struktur, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2). Struktur tersebut, dibor di Biliran (Philip-pines) dan Sulphur Springs (St Lucia) Prospek, memiliki core'''' asam berdiameter kecil (mungkin 1 km). Sebuah inti dengan diameter yang lebih besar (7 km) kemungkinan untuk Nev-ado del Ruiz, di mana buffer mantling cairan dua fase (air panas ditambah uap) mungkin memisahkannya dari air klorida pH netral dalam reservoir luar. Permeabilitas rendah dari batuan reservoir tuan mantan dataran tingkat debit rendah umumnya mata air klorida pada sisi-sisi yang lebih rendah.

B. Permukaan Manifestasi Kuasi Sistem Vulkanik - hidrotermal

Ini berkembang ketika fluks gas magmatik menurun dan sistem vulkanik - hidrotermal menjadi sistem suhu tinggi sepenuhnya convecting . Mereka juga terjadi di bawah tua komposit ( andesit dan dasit ) kompleks vulkanik , kaldera , dan silikat ( rhyolitic ) kubah . Panas mereka debit terutama berasal dari air tanah sangat penetrasi yang keran pluton pendinginan . Kondensat asam kurang umum daripada di benar sistem hidrotermal gunung berapi , tetapi asam tanah diubah terjadi . Solfataras menghasilkan jumlah hanya kecil sulfur dan fumarol tidak melepaskan gas vulkanik korosif , meskipun rasio volatil noncondensable ( misalnya, CO2 , He, Ar ) yang dekat dengan yang di vulkanik Fuma - peran . Kecil, arus lateral yang dangkal dinetralkan air klorida - sulfat dapat debit di sisi-sisi luar.

Kaolin , kristobalit , hematit , dan residu silika adalah produk perubahan umum, tetapi mineral sulfat juga umum , termasuk nontronit dan jarosit . Namun, diaspore dan pyrophyilite tidak hadir kecuali telah ada erosi yang cukup besar ( misalnya , di Matsukawa , Honshu ) . Leadrich barit ( hokutolite ) yang mengendap dari sangat asam Tamagawa Springs ( juga di Honshu ) .

Peninggalan fase awal vulkanik - hidrotermal , bagaimanapun, dapat bertahan sebagai drillholes kadang berpotongan garam , asam kuat , atau netral cairan pH . Alto Sistem Puncak (Filipina ) , yang berisi inti batuan jenuh dengan uap , adalah sebuah contoh. Ada banyak orang lain dari jenis ini yang sejarahnya dapat disimpulkan dari kejadian perubahan asam yang mendalam : misalnya , Mahanagdong (Filipina ) , Dieng ( Jawa ) , Kiris - hima ( Kyushu ) , dan Kakkonda ( Honshu ) . Dengan konveksi pro - merindukan dalam reservoir utama, cairan uap kondensat dan magmatik menjadi dinetralkan dan diencerkan . TM , kuasi sistem vulkanik - hidrotermal sehingga dapat menjadi tidak dapat dibedakan dari sistem suhu tinggi di bawah pusat vulkanik terkikis .

III . manifestasi Sistem Tinggi Suhu

Karakteristik aktif dan nonaktif manifestasi permukaan sistem suhu tinggi dibahas sehubungan dengan topografi sekitarnya pasir batu vulkanik sumber panas disimpulkan mereka. Hal ini memungkinkan pengakuan tiga kelompok :

1 . Manifestasi sistem hidrotermal diselenggarakan oleh pusat vulkanik berdiri tinggi ( dengan disimpulkan pluton pendinginan lokal sebagai sumber panas mereka )

2 . Manifestasi sistem hidrotermal di medan agak datar mentransfer panas dari kerak disimpulkan panas luas atau pluton

3 . Manifestasi yang terkait dengan sistem suhu tinggi lebih luas batuan kerak panas dalam rezim tumbukan lempeng

A. Manifestasi Sistem hidrotermal Terkait dengan Berdiri Tinggi Pusat vulkanik

Banyak sistem suhu tinggi terkenal memiliki pengaturan ini . Tergantung pada permeabilitas keseluruhan batuan reservoir dan lingkungan mereka dan tingkat resapan ( infiltrasi air tanah ) , tiga jenis berbeda dari reservoir dapat dikenali . Di sini kita menggunakan istilah '' rendah, '''' moderat, '' dan'' tinggi '' permeabilitas batuan dengan rata-rata permeabilitas , k , dari perintah 1 sampai 3 , 3 sampai 10 , dan 10 millidarcy ( 1 millidarcy 1 10 15 m2 ) , masing-masing. Dalam setiap kasus hampir semua panas mencapai permukaan dibawa oleh sangat beredar perairan meteorik yang menyapu panas dari sumber ( biasanya pluton pendingin ) dan naik di bawah konveksi bebas. Jika nilai k dari batuan reservoir tinggi tetapi batuan di daerah resapan moderat , maka hasil ini dalam pembentukan sebuah sistem yang didominasi cairan ( liq - uid kejenuhan batuan reservoir , Sl , adalah antara 1 dan 0,7 ) . Jika nilai-nilai k dari kedua batuan reservoir dan orang-orang di daerah resapan yang moderat , dari campuran twophase dapat berkembang di bagian reservoir (sistem twophase alam) dengan 0,7 Sl 0.4 . Dimana k di daerah sekitarnya rendah ( yaitu , ada sedikit recharge) tetapi nilai k dari batuan reservoir tinggi, maka cairan dominan dalam reservoir akan uap ( 0,4 Sl 0 ) , yaitu sistem yang didominasi uap .

Dalam semua tiga kasus , bagaimanapun , mineral yang paling hidrotermal yang membentuk oleh pengganti di reservoir melakukannya dari interaksi antara batuan host dan fase cair. Selanjutnya , batu di Kawah Kamojang dan bidang Darajat ( baik di Jawa ) mengandung vena mineral calcsilicate seperti epidot , wairakite , dan prehnite yang jelas disetorkan langsung dari cairan meskipun lubang di kedua bidang debit uap. Hal ini karena permeabilitas batuan host menentukan apakah lapangan akan memasok uap saja atau campuran dua fase uap dan air untuk menghasilkan lubang bor .

1 . Manifestasi Cair Sistem didominasi

Sebuah diagram skematik dari sistem yang didominasi cairan dapat - Neath kompleks vulkanik tererosi (Gambar 3 ) menunjukkan bahwa semua manifestasi atas bagian tengah waduk berasal dari uap naik yang dibuang oleh fumarol dan dari kecil mengepul ( panas) tanah . Uap terkondensasi , dengan gas H2S dioksidasi , feed kecil air asam panas. Uap dan CO2 dapat debit bersama melalui kolam lumpur panas, atau CO2 dipisahkan ( jarang dengan H2S ) dapat debit di permukaan menghasilkan karakteristik fitur debit gas yang memiliki nama lokal : misalnya , kaipohan di Filipina , putizza di Italia . Lereng bawah , CO2 larut dalam air tanah naik bertengger untuk menghasilkan mata air hangat yang debit air bikarbonat ( HCO3 ) .

Banyak sistem didominasi cairan dengan hidrologi pengaturan ditunjukkan pada Gambar . 3 telah menyembunyikan ( bawah permukaan ) dari arus perairan klorida pH netral yang berasal dari bagian atas reservoir . Deposisi silika sebagian dapat menutup bagian atas arus keluar untuk turun air permukaan . Dimana arus ini debit di lembah atau dataran rendah , air panas dan kolam panas terjadi (sering mendidih dan menduduki erupsi hidrotermal atau kawah pembubaran ) . Beberapa manifestasi sini debit campuran air panas dan uap ( semburan semi atau geyser ) . Selanjutnya hilir , air klorida - bikarbonat campuran mungkin debit sebagai mata air hangat dan infiltrasi , beberapa dengan travertine ( terutama CaCO3 ) deposito . Ini zonasi lateral fitur debit merupakan karakteristik dari sistem ini dan pertama kali dijelaskan untuk sistem Hakone (Jepang ) .

Liquid sistem didominasi dengan manifestasi baru saja dijelaskan terjadi pada Palinpinon dan Tongonan (Filipina ) . Pada Tongonan , karakteristik fitur dis - biaya lain terjadi di dekat ujung arus keluar , kolam bersemangat panas, yang disebabkan oleh semburan gas CO2 menaik . Manifestasi atas arus keluar utama dari sistem yang didominasi cairan juga terjadi di Berlin ( El Salvador ) dan Momotombo ( Nikaragua ) . Di tempat lain , lokasi waduk bawah medan curam dan kadang-kadang tidak dapat diakses tidak dikenal , dan adanya sebuah sistem yang didominasi cairan hanya dapat disimpulkan dari fitur debit sepanjang arus keluar . Hal ini terjadi , misalnya , di El Tatio (Chile ) , sistem tipe '''' untuk pengaturan ini hidrologi . Prospek lain , hanya dikenal dari manifestasi pada kaki arus bawah permukaan , Cisolok dan Cisukarame ( Jawa ) , yang arus , berdasarkan bukti geofisika , memperpanjang selama lebih dari 10 km . Prospek di Sipoholon ( Sumatera ) dan Songwe ( Tanzania ) hanya diketahui dari mata air travertine mereka deposito . Semburan air ( spouters ) terjadi selama arus keluar dari sistem Ulebulu ( Sumatera ) dan pada El Tatio . Sebuah geyser musiman terjadi pada ujung aliran keluar tersembunyi kecil dari sistem Rajabasa ( Sumatera ) .

2 . Manifestasi Alam Sistem Dua Tahap

Fakta bahwa air di banyak sistem didominasi cairan di bawah tinggi berdiri vulkanik kompleks bisul , sehingga menciptakan zona dua fase ( Tongonan , misalnya) , tidak berarti ini sendiri sistem dua fase, ini hanya dapat diakui di mana sumur berpotongan a mendalam , koheren zona dua fase .

The Olkaria Prospek ( Kenya ) adalah seperti sistem dua fase sebelum pemanfaatannya . Wilayah luas tanah mengepul dengan aktivitas fumarolic kecil terjadi di sana. Hampir semua panas dari ini transfer waduk besar ke permukaan dengan naik uap yang mengembun pada kedalaman dangkal , menjaga perpindahan panas dominan konduktif ke permukaan dengan hanya fumarol lemah . Tidak ada pembuangan cairan yang signifikan kecuali untuk beberapa mata air hangat kecil yang debit sejumlah kecil kondensat (Gambar 4 ) . Tanah mengepul luas juga jenis dominan manifestasi pada prospek Eburru dekatnya dan lebih banyak sistem temperatur tinggi lain yang terkait dengan pusat vulkanik muda di Kenya Rift Valley . Tidak ada jumlah yang cukup debit air panas . Pada bagian , ini karena kondisi semi kering dan tabel air regional dalam. Sinter fosil terjadi dalam pengaturan ini ( ditunjukkan pada Gambar. 4 ) , di Namarumu ( N. Kenya ) , misalnya , menunjukkan bahwa ketika tingkat infiltrasi yang lebih tinggi di masa lalu beberapa waduk yang cair domi - terkontaminasi . Lebih jauh ke utara , di Rift Ethiopia , sistem lain alami dua fase , Aluto , pembuangan tidak hanya panas dari uap tanah dan fumarol , tetapi juga netral pH klorida air dari mata air panas dan infiltrasi yang terletak di atas arus keluar di kaki kubah gunung api muda yang host reservoir.

Gambar 4 Model Sederhana dari sistem tanah mengepul suhu tinggi dengan dua fase (hidup bersama Cairan dan uap) reservoir alami di bawah pusat vulkanik yang luas dalam lingkungan semi kering menunjukkan berbagai terbatas manifestasi permukaan dalam pengaturan ini. Model ini memiliki beberapa kemiripan dengan sistem Olkaria (Kenya) dan banyak sistem serupa lainnya di Afrika Timur Rift Valley.

3 . manifestasi Sistem Vapor - Didominasi

Sebuah spektrum karakteristik manifestasi terjadi selama ini sistem jarang terjadi, misalnya , pada massifs vulkanik yang luas di Kawah Kamojang dan Darajat ( Jawa ) . Perpindahan panas adalah dominan dengan uap naik dari atas lapisan tersembunyi tebal dengan kondensat ( lapisan kondensat ) perairan bikarbonat pH hampir netral (Gambar 5 ) itu, bersama dengan perubahan yang intens , dapat bertindak sebagai penutup membatasi . Mengukus dasar dan fumarol yang umum , di samping itu , asam ringan kondensat bentuk '' '' berlumpur kolam panas dan danau asam kecil dengan debit massa yang sangat rendah . Permeabilitas rendah dari batuan sekitarnya waduk ini mencegah adanya aliran massa yang signifikan , meskipun dangkal , mata air kecil bikarbonat - sulfat terjadi sekitar 15 km di luar Darajat . Tidak ada pH netral klorida mata air di sisi-sisi yang lebih rendah , dan ketidakhadiran mereka mungkin adalah fitur yang paling karakteristik dari sistem ini . Jenis yang sama manifestasi permukaan juga terjadi selama Ketetahi ( NZ ) , diselenggarakan oleh gunung berapi andesit muda (Gunung Tongariro ) , meskipun tidak ada drillholes belum diuji klasifikasi ini tentatif .

Ubahan hidrotermal surficial dan dangkal yang luas di atas uap mendominasi sistem tetapi tidak , dalam dirinya sendiri , mengungkapkan apakah waduk yang mendasari ditempati oleh uap atau cairan dua fase : lempung kaolin mendominasi ( kaolinit , haloisit , dan lebih jarang dikit ) , tapi belerang dan sulfat juga umum ( nontronit , natro - nontronit , gipsum , dan berbagai fase hidro , banyak fana ) . Hematit , dan iron oksida hidro juga biasanya hadir , seperti residu silica , meskipun halus , pirit hitam dapat bertahan di dekat beberapa fitur termal . Perubahan ini biasanya meresap dan proses keseluruhan dominan merusak batuan host daripada pengendapan . Bidang Matsukawa ( Hon - shu , Japan ) telah perubahan luas ( 7 1,5 km ) com - prizing pyrophyilite dan diaspore , nontronit , kaolinit dan smektit zonally didistribusikan sekitar fitur struktural utama lapangan . Perubahan ini mencatat mantan kegiatan termal sebagai manifestasi termal kini hanya terdiri dari beberapa bidang tanah yang hangat .

GAMBAR 5 Model konseptual dari sistem dominasi uap di bawah luas, berdiri kompleks vulkanik tinggi. Reservoir memiliki lapisan kondensat di atasnya. Panas ditransfer dalam reservoir dibuang di permukaan oleh uap dan kondensat panas (air bikarbonat). Model ini memiliki beberapa kesamaan dengan sistem Kamojang (Jawa), sumber panas adalah pluton pendinginan. (Dimodifikasi dari Hochstein, 1990.)

B. Manifestasi Tinggi Suhu Sistem di Medan Moderat

Sumber panas untuk sistem tersebut tampaknya luas, panas batuan kerak yang memiliki energi termal utama-dipertahankan sebagai berikut:

1. Pelelehan parsial dalam kerak ulet (pengaturan untuk sistem NZ diselenggarakan oleh batuan rhyolitic muda dan juga untuk beberapa di Yellowstone, Wyoming)

2. Mendalam, lateral selaras kerak dan gili intrusi dalam lingkungan keretakan bawah sistem host di basal (misalnya, sistem atas penyebaran pusat-pusat seperti Islandia) atau batuan sedimen (Baja California)

3. Dalam pendingin pluton (peninggalan siklus subduksi tua?) Sekarang jauh dari zona subduksi aktif

Dalam semua pengaturan ini ada sistem dengan satu dari ketiga jenis waduk yang disebutkan dalam paragraf sebelumnya. Sebuah jenis reservoir tambahan kedua set-ting terdaftar adalah sistem air garam non convecting.

1. Manifestasi Sistem Tinggi Suhu di didasari Terrain Cukup Curam oleh ekstensif Hot Rocks kerak

Daerah sekitarnya sistem ini tidak curam, dan kerucut gunung api muda biasanya perifer ke reservoir panas bumi. Karena tingkat resapan air tinggi dan medan, cairan panas dapat naik mendekati atau mencapai permukaan. Setiap zonasi fitur debit, jika itu terjadi, tidak dikendalikan oleh gradien tekanan lateral yang diciptakan oleh perbedaan lega. Manifestasi pemakaian uap (fumarol dan mengepul tanah), kondensat dan gas noncondensable (mata air asam ringan dan mudpools) bisa, karena itu, terjadi dekat dengan orang lain yang netral debit air klorida pH (hapus hot pools, sumber air panas). Rezim ini termal nikmat hidrotermal erup-tions, jika cairan ini sangat dekat dengan mendidih di bawah permukaan yang dangkal. Pengaturan juga nikmat keluarnya dua fase cairan mendidih sebagai geyser besar. Outflow jarang karena gradien tekanan horisontal sangat kecil (medan datar). Sistem dengan panas alami terbesar dis-biaya (hingga 500 MW di Waiotapu, NZ,. Lihat Gambar 1) terjadi pada pengaturan ini dengan banyak prospek pemakaian 300 MW. Sebuah bagian ideal melalui reservoir didominasi cair dengan spektrum manifestasi ditunjukkan pada Gambar. 6.

Silika sinter bahwa deposito dari perairan pemakaian menunjukkan berbagai bentuk. Spouters (semburan air) atau geyser deposito silika nodular disebut geyserite. Terasering adalah fitur umum, dengan langkah-langkah individu yang memiliki ketinggian mulai dari beberapa milimeter sampai 2 meter (pada sistem Rotomahana dekat Rotorua, Selandia Baru, hancur oleh letusan gunung berapi pada tahun 1886). Langkah-langkah biasanya memiliki bibir mereka dan biasanya paling dekat dengan-gether di lereng curam. Jalur aliran air pendingin selalu berubah melalui pengendapan silika. Varietas silika lainnya termasuk banding, struktur palisade, dan bentuk gelombang. Yang terakhir memiliki bentuk bukit pasir barchan, tetapi puncak mereka tumbuh menuju arah aliran air panas. Silica sinter biasanya keras dan putih, tetapi juga mungkin berpori, kuning pucat, dan rapuh. Kegiatan mikrobiologis memainkan peranan utama dalam deposisi silika di beberapa daerah dan bakteri dan tanaman dapat dipertahankan sebagai fosil.

Sinter mencakup beberapa hektar di Norris Geyser Basin (Yellowstone) dan Waiotapu (Selandia Baru). Ketika pertama kali disimpan, silika sinter adalah opaline, tetapi berubah dengan waktu, pertama untuk kristobalit dan akhirnya ke kuarsa, semakin kehilangan air saat melakukannya. Deposito kaya logam mengendap dengan silika dari beberapa mata air: misalnya, bijih emas dan perak ditambah arsen cukup, antimon, dan talium, seperti sekarang mengendapkan di Champagne Pool, Waiotapu. Sinter dengan lokal 3 tungsten% wt adalah deposito di Waimangu (Selandia Baru).

Output panas (Qs) dari semua (20) sistem hidrotermal suhu tinggi di Taupo Volcanic Zone (TVZ), lebih dari satu segmen busur aktif sekitar 200 km panjang, mungkin tiga kali lebih besar daripada panas kumulatif diekstrapolasi habis (Qv) dari semua pusat gunung berapi. Sistem Wairakei adalah cairan didominasi sebelum eksploitasi dan manifestasinya termasuk semua orang yang terdaftar sebelumnya. Manifestasi mengesankan juga terjadi atas sistem didominasi cairan lain di dekatnya, seperti di Waiotapu, yang menunjukkan sebuah jelas dibalik zonasi hidrologi dimana dalam waduk pembuangan cairan dari kolam panas sedikit lebih tinggi besar (sebuah hidrotermal kawah letusan tua) yang dikelilingi oleh air asam pada ketinggian rendah. Asam pencucian tebal apung telah menghasilkan sejumlah curam sisi atau over-gantung lubang pembubaran berdinding, beberapa dengan asam kondensat di dalamnya. Sebuah manifestasi langka yang terjadi atas sistem Rotokawa adalah danau asam dingin ke mana fluks yang kuat dari H2S larut. Sistem Whakarewarewa terkenal terjadinya geyser besar, jelas panas (dekat mendidih) kolam renang, dan deposit sinter luas. Sistem dua fase alami juga terjadi (misalnya, Broadlands-Ohaaki) tetapi memiliki sedikit atau tidak ada fitur debit besar. Tingkat debit panas alami (Qs) dari Broadlands (sebelum eksploitasi) hanya 75-100 MW dibandingkan dengan yang dari tiga prospek lain hanya dikutip (masing-masing dengan nilai Qs antara 300 dan 500 MW).

Sejumlah besar (sampai delapan) mungkin cair dominated sistem suhu tinggi terkontaminasi terjadi di Taman Nasional Yellowstone (Wyoming, USA). Sumber panas di sini adalah segumpal mantel memperluas ke dasar kerak, yang telah dipanaskan dan sebagian meleleh. Total output termal dari semua sistem di Yellowstone karena itu besar, besarnya yang mungkin setengah dari sistem Zona Taupo. Banyak sistem panas bumi di Yellowstone menunjukkan manifestasi termal karakteristik yang terjadi dari sistem cairan didominasi, termasuk geyser besar, kolam mendidih jelas, dan deposit sinter luas di Norris Geyser Basin, misalnya.

Deposit kalsium karbonat terjadi di daerah aliran sistem suhu tinggi, tetapi juga terkait dengan sistem suhu yang lebih rendah. Deposit karbonat sebagai konsekuensi dari hilangnya CO2 dari air pemakaian di mana ia sebelumnya dibubarkan. Kalsit adalah karbonat yang dominan, tetapi di mana hilangnya CO2 yang sangat cepat, aragonit terjadi sebaliknya. Alasan untuk ini tidak diketahui. Kalsium karbonat membentuk deposito yang kembali semble orang silika sinter, misalnya tempat tidur atau berlapis, bertingkat atau membentuk pegunungan dan bahkan kolom hingga 3 m. Deposito yang luas dan indah dari kalsium karbonat terjadi pada Mammoth (Yellowstone), tapi travertine sangat umum mengelilingi banyak mata air kecil atau kolam renang.

GAMBAR 6 Model konseptual dari sistem yang didominasi cairan berdiri di medan agak datar, sumber panas merupakan lapisan luas batuan kerak panas yang berisi beberapa mencair parsial dan intrusi tuan rumah. Model ini memiliki beberapa kesamaan dengan sistem Wairakei (NZ). (Dimodifikasi dari Hochstein, 1990.)

2 . Manifestasi dari High - Suhu

Sistem di Lingkungan Penyebaran kerak

Banyak sistem panas bumi yang diselenggarakan oleh batuan basaltik muda di patahan aktif, seperti Islandia. Ini sistem high - temperatur panas mereka berasal dari satu set tanggul atau kusen . Umumnya , manifestasi mereka kurang kuat dibandingkan yang tercantum dalam paragraf sebelumnya . Perubahan asam dan deposit sinter yang tidak luas , salinitas air panas di prospek jauh dari laut rendah