Mudvolcanism

Editorial

Mud volcanoes: generalities and proposed mechanisms

Marine and Petroleum Geology

Mazzini

Marine and Petroleum Geology 26 (2009) 1677-1680

[PDF]

Mud volcanism: Processes and implications

Adobe PDF - View as html

Editorial Mud volcanism: Processes and implications Mud volcanoes: generalities and proposed mechanisms Mud volcanoes can be large and long lived geological ...

seismo.berkeley.edu/~manga/mazzini2009.pdf

Editorial

Studi semburan mud volcano sangat menarik

Lusi digunakan sebagai Studi Kasus, apa isu aktual yang diangkat?

· Lusi menyediakan kesempatan yang baik studi mud volcano secara lintas disiplin

Semburan mud volcano Lusi di Indonesia yang terjadi 29 Mei tahun 2006 menyediakan suatu kesempatan yang unik untuk melakuan eksperimen dengan studi multidisiplin terhadap suatu semburan mud volcano dari saat kelahirannya.

· Pernyataan semburan Lusi tidak dapat berhenti dan kaitannya dengan mekanisme pengendali semburan

Tampaknya suatu semburan yang tidak dapat berhenti (sampai Februari 2010).

Karena itu merupakan suatu even yang ideal untuk menentukan pengendali mekanisme semburan mud volcano (mechanism driving mud volcano eruptions) dan asosiasinya dan kesamaannya dengan gunung magma (magmatic volcano).

· Adanya tanggul pelindung memungkinkan pengambilan contoh (ini dulu sebelum Tanggul Cincin Runtuh)

Lebih daripada itu, tanggung-tanggul yang dibangun disekeliling kawah menyediakan suatu lokasi yang ideal.

Sehingga memungkinkan untuk mengambil contoh fluida dari kawah selama semburan.

· Lusi sebagai laboratorium alami menyelidiki asal mula fluida, penyebab dan pemicu

Lusi benar-benar menampilkan suatu wujud nyata dari suatu laboratorium alami.

Untuk menyelidikan asal usul dari fluida selama even semburan dan untuk membedakan antara beberapa kemungkinan pemicu (possible triggers).

Disamping itu yang lebih penting lagi adalah penyebab yang bertanggung jawab menimbulkan semburan.

· Metoda dan pendekatan yang digunakan pada makalah Lusi terkait

Studi multidisiplin yang diuraikan dalam makalah termasuk tinjauan mekanisme pemicu (triggering mechanism).

Dilengkapi dengan pemantauan GPS, SAR interferometry, simulasi secara matematika dan analisis.

Pendekatan metodologi tersebut digunakan untuk memantau dan untuk memahami even Lusi termasuk juga menyediakan alternatif yang mungkin (possible alternatives) untuk menjelaskan pemicu Lusi dan mud volcano lainnya. (Fukushima et al., 2009; Istadi et al., 2009; Manga et al., 2009; Mazzini et al., 2009; Sawolo et al., 2009).

Umum – Gunung Lumpur

Mud volcanoes: Sifat Umum dan Usulan Mekanisme

· Dimensi yang besar

Gunung Lumpur (Mud Volcanoes) dapat berukuran besar;

· Durasi hidup yang panjang

Struktur geologi mempunyai durasi hidup yang panjang;

· Morofologi dan analogi

Secara morfologi menyerupai gunung berapi magmatik (magmatic volcano). Because of

· Perilaku dan daya tarik

Karena perilaku yang bervariasi dan mempunyai morfologi dan bentang alam yang menakjubkan, sehingga gunung lumpur telah menarik perhatian sejak jaman dahulu kala.

· Mud volcano menjadi fokus studi yang intensif

Akhir-akhir ini, gunung lumpur telah menjadi fokus studies for natural science research, including geologists and studi secara intensif untuk penelitian ilmu alam, termasuk diantaranya ahli-ahli geologi dan biologi.

· Pembagian berdasarkan asosiasinya

Gunung lumpur pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua kelompok:

1. berasosiasi dengan kompleks magmatik (magmatic complexes),

2. berhubungan dengan provinsi minyak (petroleum province).Mud volcanoes can be large and long lived geological structures

· Sebaran kejadiannya pada kedudukan tektonik lempeng (plate tectonics)

Sebaran gunung lumpur secara luas di seluruh dunia baik pada tepian pasif (passive margin) , terutama pada tepian yang aktif (active margin).

· Struktur pengontrol pada kedudukan tepian aktif

Sering terletak di sepanjang bidang patahan (fault planes), lipatan berkaitan dengan struktur patahan (fault-related folds) dan sumbu antiklin (anticline axes).

· Struktur pengontrol akumulasi dan keluarnya fluida

Struktur patahan dan lipatan tersebut tersebut sangat ideal berperan sebagai jalur untuk fluida alam (deep fluids).

Terkumpul dan akhirnya keluar mencapai permukaan.More recently, mud volcanoes have become the focus of extensive

· Episode semburan material dalam jumlah yang besar

Gunung lumpur secara berkala mempunyai pengalaman untuk menyemburkan material dalam jumlah yang besar.

Terdiri dari gas bercampur air, minyak, fragmen batuan membentuk apa yang umum disebut sebagai breksi lumpur (mud breccia).

· Menghasilkan pegunungan berbentuk gunung

Semburan yang terjadi secara periodik, dapat menghasilkan suatu pegunungan berbentuk gunung (volcano-shaped mountains).

Yang dapat mencapai ukuran kilometer (lihat definisi berukuran besar).

· Studi rinci Mud Volcanoes

Studi yang rinci terhadap sejumlah gunung lumpur telah dilaksanakan selama satu dekade ini (misalnya Jakubov et al., 1971; Higgins dan Saunders, 1974; Barber et al., 1986; Brown, 1990; Camerlenghi et al., 1992; Kholodov, 2002; Kopf, 2002). ).

Sebagai catatan, studi dan atau pemahaman tentang mud volcano jauh lebih muda bila dibandingkan dengan saudaranya magmatic volcano.

Diringkas di bawah ini:

Temuan utama dan pandangan penulis

Berikut ini dirangkum temuan-temuan utama dikombinasikan dengan mekanisme yang disarankan penulis artikel Editoriol.

· Tekanan berlebih (overpressure) sebagai mesin pengendali utama

Sebagai pengendali utama dari semburan adalah tekanan berlebih (overpressured).

Dari gas metan yang berasal dari batuan sumber (source rocks) dan reservoir hidrokarbon pada kedalaman yang besar.

· Mekanisme pengumpulan overpressure lainnya

Mekanisme penumpukan overpressure lainnya yang telah dikenal dapat memberikan kontribusi terjadinya breksiasi pada satuan sedimen pada kedudukan dalam di bawah permukaan, termasuk:

a) satuan sedimen yang kaya lempung tebal,

b) yang mengalami pengenceran (dewatering),

c) mengalami reaksi geokimia, dan

d) satuan sedimen.dengan gradien temperatur yang tinggi (with high temperature gradients).

· Akumulasi fluida overpressure pada struktur geologi

Cairan dengan overpressured tersebut terakumulasi sepanjang ketidakselarasan morfologi dan struktur geologgi yang sebelumnya sudah eksis (geological structures) struktur geologi yang ideal misalnya bidang patahan, sumbu antiklin (eg fault planes, anticline axes).

· Pembentukan struktur kubah (dome) atau diapir

Selama penumpukan sedimen yang mengalami overpressure ini, selanjutnya membentuk suatu kubah (dome) atau fitur berbentuk diapir-seperti lampu bohlam dari satuan sedimen terbreksikan di bawah permukaan (shaped feature of brecciated sedimentary units).

· Naiknya fluida ke permukaan oleh dayanya sendiri

Naiknya fluid dan pertumbuhan diapir ini sebagian berasal dari daya oleh dimilikinya sendiri (self-sustained).

Yaitu daya apung yang dengan terus-menerus terjadi peningkatan volume cairan pada kedalaman yang lebih dangkal.

· Skenario kelahiran mud volcano kondisi kritis overpressure

Skenario yang diperkirakan untuk meringkas kelahiran suatu gunung lumpur dan mekanismenya.

Dimana melihat bahwa ketika overpressure di bagian bawah permukaan mencapai kedalaman ambang pada saat berat overburden dilampaui.

Selanjutnya terjadi perekahan yang mencapai satuan sedimen yang paling atas (fracturing and breaching of the uppermost units).

Kadang-kadang difasilitasi oleh faktor-faktor eksternal misalnya gempa bumi (sometimes facilitated by external factor eg earth quakes).

· Proses fluidasasi dan dampak pembreksian sediman di saluran pengumpan

Sedimen yang terbreksikan sepanjang saluran pangumpan mengalami pengurangan dayarekat (cohesion).

Bila percabangan dari batuan penutup terjadi, maka akumulasi tekanan akan turun dan media dengan kohesi yang rendah akan dengan mudah menjadi fluida dan mengalir ke permukaan.

· Mekanisme memasukkan pemindahan sedimen terbreksikan dalam jumlah yang besar

Mekanisme yang disarankan ini tidak berarti terjadinya suatu pergerakan yang signifikan (dalam jumlah yang besar) dari sedimen yang ter breksikan neither during.

Sebelum terjadinya semburan (the brecciated sediments prior to the eruption) atau selama pertumbuhan diapir yang tumbuh.

· Tidak realistik terjadikan blok yang besar ke permukaan

Adalah tidak realistis bila suatu semburan dimana dalam jumlah yang besar langsung dari akar saluran pengumpan (feeder channel) secara keseluruhannya naik ke permukaan.

· Khusus khusus terjadi pada Cekungan Kaspia dengan tebal mencapai 15 km

Hal di atas terutama hanya mungkin terjadi, sebagaimana di cekungan Kaspia (Caspian Basin).

Di mana beberapa gunung.lumpur gunung memiliki akar sampai sedalam 15 km (mud volcanoes have root as deep as 15 km).

· Adanya blok yang besar dari beberapa mud volcano mencerminkan berasal dari beberapa km dalamnya

Disarankan bahwa blok besar diamati di beberapa lokasi gunung lumpur dan terbukti berasal dari kedalaman beberapa kilometer, mencapai permukaan setelah beberapa siklus semburan.

Dimana masing-masing semburan memberikan kontribusi bagi kenaikan terhadap sedimen yang tertua.

· Mud volcano yang muda terdapat blok batuan tua

Dalam pengertian ini, dapat dibayangkan bahwa semburan termuda dengan jumlah yang batuan berumur tua yang lebih banyak.

· Pentingnya mud volcano untuk eksplorasi migas

Asosiasi yang intim antara reservoir minyak bumi dan gunung lumpur di dalam cekungan sedimen (mud olcanoes in sedimentary basins).

Membuat struktur tersebut menarik bagi kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi.

· Mud volcano juga mengandung bahaya geologi untukkegiatan pemboran dan infrastruktur migas

Namun gunung lumpur mungkin juga dapat menimbulkan bahaya geohazard (bahaya/bencana geologi) pada kegiatan pengeboran dan pada kontruksi anjungan (platform construction).

Karena berpotensi untuk melepaskan material hidrokarbon dan lumpur breccia dalam jumlah besar.

· Kontribusi mud volcano pada gas rumah kaca

Sebagai tambahan semburan dari gas-gas rumah kaca melalui gunung lumpur dapat mempengaruhi rezim iklim global.

Untuk itu upaya untuk memperkirakan kontribusin gas rumah kaca telah dilakukan.

· Mud volcano lepas pantai berasosiasi dengan hidrat gas

Gunung lumpur di Offshore sering terkait dengan kehadiran gas hydrates. Saat cadangan gas metana yang terkubur ini dengan asumsi dalam jumlah yang ideal.

Sehingga ke depan tampaknya akan dimanfaatkan, sehingga gunung lumpur ke depan akan menjadi bagian kunci dari arena geologi.Additionally, the eruption of

Isu Khusus

Latar Belakang penulisan edisi khusus

Gagasan dari menghimpun isu khusus mud volcano telah diusulkan oleh penerbit Elsevier, setelah sukses Desember 2007 di San Francisco telah melaksanakan sesi khusus dengan topik ”Mud volcanoes and their eruption dynamics”.

Petroleum Geology Journal telah dipilih untuk menghimpun kontribusi pada penyelidikan baik daratan dan pada lepas pantai dan dengan pendekatan-pendekatan diperbarui.

· Gunung lumpur merupakan suatu bidang studi khusus yang lebih muda bila dibandingkan dengan suatu yang telah jauh lebih popular atau lebih mapan pemahaman yaitu gunung magma (magmatic volcanoes).

Suatu isu khusus telah ditentukan untuk mengakomodasi kontek mud volcano, proses-proses, dan hasil bentang alam yang relevan.

Disamping itu dari sisi ketepatan waktu, tidak hanya karena subjek semakin meningkat perhatian dari masyarakat ilmiah, tapi juga karena suatu presentasi yang kohesif dari suatu riset membutuhkan untuk sarana riset.

· Terdapat beberapa isu yang tetap belum terselesaikan.

Sebagai contoh adalah:

a) Apa reaksi kimia yang terjadi?

b) Mengapa masih muncul cairan pada tahap mud volcano tidak aktif? Is it possible to predict mud volcano;

c) Apakah mungkin untuk memprediksi semburan gunung lumpur?

d) Apa yang mungkin memicu untuk semburan?

e) Apakah ada sedimen terbreksikan naik sepanjang saluran, sebelum terjadinya semburan?

f) Pada kedalaman berapa padatan yang disemburkan selama suatu enven tunggal?

g) Apa yang dapat diceritakan kepada kita dari rembesan fluida?

Isu kusus dalam Penerbitan terkait

Bertujuan untuk menyelidikan mud volcano dan prosesnya, dengan menyediakan suatu tinjauan dari kedudukan yang berbeda-beda, lintas disiplin, menyajikan research yang mutahir.

· Pembagian 5 (lima) tema:

Dalam hal ini, tema dibagi menjadi lima bagian yaitu:

1) mud volcano lepas pantai,

2) mud volcano Lusi (Diangkat ke Bagian Atas)

3) mud volcanism lepas pantai,

4) mud volcanism di ektraterestial, dan

5) pemodelan semburan mud volcano.

· Umumnya mud volcano dilakukan pada periode istirahat (dormant period)

Esensi dari semua studi mud volcano baik offshore dan onshore adalah studi kebanyakan dilakukan pada perioda istirahat (dormant period).

Yaitu interval antara perioda semburan (eruption periods) dengan tidak ada rembesan, atau mikro rembesan, atau rembesan dari fluida dan sedimen terpusat.

· Mud volcano di darat umumnya dikendalikan kedudukan tumbukan

Provinsi mud volcano di daratan di seluruh bumi terutama menempati kedudukan tumbukan (collisional setting).

· Umumnya pengambilan contoh di darat dilakukan pada perioda tidak aktif

Percontohan dan analisis geokimia di daratan dapat dilakukan dari rembesan sedimen dan fluida merupakan.

Merupakan pendekatan yang tradisional untuk menyelidiki geometri dari sistem saluran di bawah permukaan (subsurface plumbing system) dan asal usul dari fluida selama perioda tidak aktif.

· Perkiraan proses geokimia utama di saluran pengumpan

Menggunakan tipe pendekatan ini telah dicoba memperkirakan proses geokima utama,

Yang berlangsung di saluran pengumpan (feeder channel) dan di dekat permukaan selamana aktivitas istirahat (dormant activity).

· Beberapa pendekatan untuk memahami mekanisme semburan

Suatu pendekatan analitik dan pemantauan sikkus semburan, pencatatan temperatur, dan test penetrometri juga diuraikan.

Dengan tujuan untuk memahami mekanisme yang berlangsung selama rembesan yang lambat dari fluida dan memperkirakan aliran sistem mud volcano sebelum berlangsungnya semburan yang baru.

· Pionir Studi Mud Volcano di Lepas Pantai

Sejumlah studi mud volcano lepas pantai telah dilaksanakan selama dekade yang lalu.

Isu ini menguraikan teknik akustik, video dari temuan baru-baru ini di Laut Mediterania, Teluk Meksiko dan Black Sea.

· Pendekatan dan metoda untuk mendivinisikan morfologi dan saluran pengumpa

Pendekatan dan metoda Seismik dalam dan side scan sonar digunuakan untuk mendifinisikan morfologi, sejarah aktivas gunung-gunung juga struktur dari saluran pengumpan (feeder channer) (Praeg et al., 2009; Savini et al., 2009).

· Metoda dan pendekatan perkiraan pengangkutan gas metan ke atmosfer

Studi rinci dekat permukaan termasuk kecepatan aliran fluida (fluid flow rates), anomali panas (thermal anomalies) dan percontohan-video, menguraikan antara stabilitas dan dinamika semburan, dan memberikan perkiraaan tentang pengangkutan metan di atmosfer (Feseker et al., 2009; MacDonald and Peccini, 2009; Sahling et al., 2009).

· Mud volcanism untuk studi planet Mars

Fenomena dari kegunuangapian lumpur (phenomenon of mud volcanism) baru-baru ini juga juga diusulkan untuk sistem planet lain dalam tatasurya, dan khususnya untuk planet Mars,

· Perdebatan mekanisme pengontrol semburan

Walaupun telah banyak studi dilakukan, namun mekanisme yang mengontrol semburan mud volcano masih menjadi bahan perdebatan. (Despite the numerous studies, the mechanisms controlling mud volcano eruptions are still debated).

· Pendekatan melalui simulasi model numerik

Diantara pendekatan yang paling maju dan inovatif (most advanced and innovative approaches) adalah simulasi model numerik (numerical modeling simulation).

Mud volcanoes generalities and proposed mechanism

Mud volcanoes can be large and long lived geological structures that morphologically resemble magmatic volcanoes.

Because of their capricious behavior and their spectacular morphology and landscapes, mud volcanoes have attracted attention since antiquity.

More recently, mud volcanoes have become the focus of extensive studies for natural science research, including geologists and biologists.

Mud volcanoes can be essentially divided in two groups: those associated with magmatic complexes and those related to petroleum provinces.

Their occurrence is broadly distributed throughout the globe in both passive and predominantly active margins, often situated along faults, fault-related folds, and anticline axes.

These structures act as preferential pathways for deep fluids to gather and ultimately reach the surface. Mud volcanoes episodically experience violent eruptions of large amounts of gas mixed with water, oil, mud and rock fragments forming the so called ‘‘mud breccia’’.

The periodical eruptions can produce volcano-shaped mountains that can reach kilometres in size.

Detailed studies of mud volcanoes have been conducted for decades (e.g. Jakubov et al., 1971; Higgins and Saunders, 1974; Barber et al., 1986; Brown, 1990; Camerlenghi et al., 1992; Kholodov, 2002; Kopf, 2002).

Below I summarize the main findings so far, combined with my own suggested mechanisms (Fig. 1).

The main driving engine of the eruptions is overpressured methane rising from source rocks and hydrocarbon reservoirs at greater depths.

Other known overpressure buildup mechanisms that contribute to the brecciation of the deep sedimentary units include for example the dewatering of thick clay-rich sedimentary units, and geochemical reactions in sedimentary units with high temperature gradients. These fluids overpressured fluids gather along morphological discontinuities and favorable geological structures (e.g. fault planes, anticline axes, preexisting deformations).

During this overpressure buildup a dome or diapir-shaped feature of brecciated sedimentary units forms in the subsurface. The rise of the fluids and the growth if this diaper is partly self-sustained by buoyancy and by the constantly increasing volume of fluids at shallower depth.\ A suggested scenario summarizing the birth of a mud volcano and the eruption mechanisms envisages that when the subsurface overpressure reaches a threshold depth where the overburden weight is exceeded, fracturing and breaching of the uppermost units occur, sometimes facilitated by external factors (e.g. earthquakes).

Brecciated sediments throughout the feeder channel have a reduced cohesion. As breaching of the overburden occurs, the accumulated pressure drops and the lower cohesion media is easily fluidized and ultimately vacuumed to the surface.

This suggested mechanism does no imply significant movement of the brecciated sediments prior to the eruption neither during the growth of the emerging diapir.

An eruption where large rocks rise directly from the roots of the feeder channel all the way up to the surface, is unrealistic to happen. This is especially unlikely when considering basins like the Caspian where some mud volcanoes have root as deep as 15 km.

I suggest that the huge blocks observed at some mud volcano locations and proven to originate from several kilometres of depth, reach the surface after several eruptive cycles, each one contributing to the rise

of the oldest sediments. In this sense, I envisage that the youngest eruptions have a larger amount of old rocks.

The intimate association of petroleum reservoirs and mud volcanoes in sedimentary basins makes such structures interesting for hydrocarbon exploration. However mud volcanoes may also pose a geohazard for drilling and platform constructions due to the potentially violent release of large amounts of hydrocarbons and mud breccia.

Additionally, the eruption of greenhouse gases via mud volcanoes may influence global climate regimes and several attempts to estimate their contribution have been made.

Offshore mud volcanoes are frequently associated with the presence of gas hydrates. As these buried methane reserves are likely to be exploited in the future, mud volcanoes will undoubtedly remain a key part of the geological arena.