Borehole Geology and Alteration Mineralogy of Well Bayatcık-1, Bayatcık Geothermal Area, Afyonkarahisar

Year 2020, Volume: 20 Issue: 4, 683 - 692, 25.09.2020

Ahmet Yıldız Can Başaran Metin Bağcı Alper Dülger Yusuf Ulutürk

https://doi.org/10.35414/akufemubid.707341

Abstract

Bayatçık geothermal field is located 7 km northwest of the Afyonkarahisar city center. In this region there are 10 wells drilled by AFJET (Afyon Geothermal Facility Tourism, Industry and Trade Joint Stock Company). 8 of them are used in production and 2 of them are used as reinjection wells. The wells, with a 65°C temperature and 35 l/s flow rate, are used for the 150.000 m2 greenhouse facility and another 250.000 m2 closed area is heating in Afyon Kocatepe University ANS Campus. The aim of this study is to determine the borehole geology and hydrothermal alteration mineralogy of Bayatçik-1 well which was drilled in 2013. The well is 925 meters deep. Units of alluvium, volcanic and sedimentary sections of the Köprülü volcanosedimanter sequence, basal conglomerate, marble and schist sections were cut. The cover rocks of the geothermal system consisting of volcanic and sedimentary rocks were cut in the first 528m. At depths of 528-558 m basal conglomerate was crossed. There are marble unit (Mrb1), which is the reservoir rock of the geothermal system at depths of 558-574 m, micaschist (Sch1) between 574-622 m, marble-2 between 622-746 m (Mrb2), micaschist-2 (Sch2) between 746-830 m, marble-3 between 830-890 m (Mrb3) and finally at depths of 890-920 m is a schist unit which acts as the impermeable basement rock of the system. Mineralogical and petrographic analyzes such as stereo microscope, polarizing microscope, x-ray diffractometer (XRD) and scanning electron microscope (SEM) were applied to the clastic samples taken at 2m intervals from Bayatçik-1 well. The result of the study is aimed to reveal the development of the geothermal system in the Bayatcık region by the differences in the hydrothermal alteration mineralogy of the samples.

Keywords

Alteration mineralogy, borehole geology, geothermal, Bayatçık, Afyonkarahisar

Supporting Institution

Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Koordinatörlüğü

Project Number

18.KARİYER.171

Thanks

This study was supported by Afyon Kocatepe University (BAPK, Scientific research projects coordination unit) Project number: 18.KARİYER.171. The authors thanks to AKU-BAPK for financal support.

Bayatcık Jeotermal Sahasında (Afyonkarahisar) Yer Alan Bayatcık-1 Kuyusunun Jeolojisi ve Alterasyon Mineralojisi

Abstract

Bayatçık jeotermal sahası Afyonkarahisar ilinin 7 km kuzeybatısında yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı 2013 yılında açılan Bayatçik-1 kuyusunun kuyu içi jeolojisi ve hidrotermal alterasyon mineralojisini belirlemektir. 925 metre derinliğindeki sondaj boyunca; Köprülü volkanosedimanter istifinin alüvyon, volkanik ve sedimanter kısımları ile taban konglomerası, mermer ve şist birimleri kesilmiştir. İlk 528 m'de jeotermal sistemin örtü kayaları olan volkanik ve sedimanter kayalar, 528-558 m’lerde taban konglomerası, 558-574 m derinlikte Jeotermal sistemin rezervuar kayası olan mermer (Mrb1), 574-622 m arasında mikasşist (Sch1), 622-746 m arasında mermer-2 (Mrb2), 746-830 m arasında mikaşist-2 (Sch2), 830-890 m arasında mermer-3 (Mrb3) ve son olarak 890-920 m derinliklerde sistemin geçirimsiz temel kayası olan şist birimleri geçilmiştir. Bayatcık-1 kuyusundan 2m aralıklarla alınan klastik örneklere stereo ve polarize mikroskop, x-ışını difraktometre (XRD) ve tarama elektron mikroskobu (SEM) gibi analizler uygulanarak, Bayatcık bölgesindeki jeotermal sistemin gelişimini örneklerin hidrotermal alterasyon mineralojisindeki farklılıklar ile ortaya koymak amaçlanmıştır. Çalışmada 200oC’den düşük sıcaklıkta oluşan simektit, illit ve kaolinit minerallerinin varlığıyla ilgili mineralojik-petrografik verilere ulaşılmıştır.

Keywords

Alterasyon mineralojisi, Kuyu jeolojisi, Jeotermal, Bayatcık, Afyonkarahisar

Project Number

18.KARİYER.171

References

• Basel, E.D.K., Serpen, U., and Satman, A. 2009. Assesment of Turkey Geothermal Resources. Proceedings, 34th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Standford, California.
• Brindley, G. W. and Brown, G., 1980. Crystal structure of clay minerals and their X–ray identification. Mineralogical Society, London.
• Dağıstan, H., 2008. Yenilenebilir enerji ve jeotermal kaynaklarımız. Proceedings, Termal ve Maden Suları Konferansı Bildiriler Kitabı, 11-23, Afyonkarahisar, (In Turkish).
• Dağıstan, H., 2013. Türkiye jeotermal kaynak aramaları, kullanımı ve sürdürülebilirliğinin sağlanması. MTA Doğal Kaynaklar ve Ekonomi Bülteni, 15, 1-9, Ankara, (In Turkish),.
• Duysak, S., 2019. Bayatçık jeotermal alanının (Afyonkarahisar) hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal olarak incelenmesi. Msc Thesis, Afyon Kocatepe University, Afyonkarahisar, (In Turkish).
• Erkan, Y., Bayhan, H., Tolluoğlu, Ü.A. and Aydar, E., 1996. Afyon Yöresi Metamorfik ve Volkanik Kayaçlarının Jeolojik, Petrolojik ve Jeokimyasal İncelenmesi. – TÜBİTAK Projesi No: YBAG - 0044, 210s, Ankara, (In Turkish).
• Franzson, H.i 1998. Reservoir geology of the Nesjavellir high-temperature field in SW-Iceland. Proceedings of the 19th Annual PNOC-EDC Geothermal Conference, Manila, 13-20.
• Henley, R.W., and Ellis, A.J., 1983. Geothermal systems ancient and modern: a geochemical review. Earth Science and Reviews, 19, 1-50.
• Karakaya, M., 2006. Kil minerallerinin özellikleri ve tanımlama yöntemleri. Bizim Büro Basımevi, 656s, Ankara (In Turkish).
• Kibici, Y., Yıldız, A., and Bağcı, M., 2001. Afyon kuzeyinin jeolojisi, ve mermer potansiyelinin araştırılması. Proocedings, Türkiye III. Mermer Sempozyumu, 73-84s, Afyonkarahisar, (In Turkish).
• Lagat, J., 2010. Hydrothermal alteration mineralogy in geothermal fields with case examples from Olkaria domes geothermal field, Kenya. Proocedings, Short Course V on Exploration for Geothermal Resources, UNU-GTP, GDC and KenGen, 24p, Kenya.
• Metin, S., Genç, S., and Bulut, V., 1987. Afyon ve yakın dolayının jeolojisi. M.T.A. Rapor No: 2113, Ankara, (In Turkish).
• Öktü, G.,Kara, İ., and Önder, İ., 1997. Afyon ilinde yer alan Ömer-Gecek-Uyuz-Hamamı, Alaplı-Kızık Hamamı ve Gazlıgöl jeotermal alanlarının detaylı etüdü. MTA derleme No:10097, 41s. Ankara (In Turkish).
• Reyes, A.G., 2000. Petrology and mineral alteration in hydrothermal systems: from diagenesis to volcanic catastrophes. UNU-GTP, Iceland, report 18-1998, 77 pp.
• Ulutürk, Y., 2009. Ömer-Gecek (Afyonkarahisar) dolayının jeolojisi ve suların kökensel yorumu. PhD Thesis, Süleyman Demirel University, 180p. Isparta, (In Turkish).
• Velde, B., 1995. Geology of clays In: (Velde B (ed.) Origin and mineralogy of clays. Springer 1-5.
• Yıldız, A., Candansayar, M.E., Bağcı, M., Türker, E., Ulutürk, Y., Gökgöz, A., Erdoğan, E., Başaran, C., and Çonkar, F.E., 2011. Afyonkarahisar ilinin jeotermal potansiyelinin araştırılması. AKÜ BAPK Projesi, 146s, Afyonkarahisar, (In Turkish).
• Yıldız, A., Başaran, C., Bağcı, M., and Ulutürk, Y., 2014. Afyonkarahisar ilinin Türkiye jeotermal enerji potansiyelindeki konumu üzerine güncel veriler. Proocedings, XIth Bölgesel Kaya Mekaniği Sempozyumu, 07-09 Mayıs 2014, 73-80, Afyonkarahisar, (In Turkish).
• Yıldız, A., Başaran, C., Bağcı, M., Gümüş, A., Çonkar, F.E., Ulutürk, Y., Yalım, H.A., 2018. The Measurement of Soil Gases and Shallow Temperature for Determination of Active Faults in Geothermal Area: Case Study from Ömer-Gecek, Afyonkarahisar (West Anatolia), Arab J. Geosci, 11, 175.