The mineropetrographic and geochemical properties of reservoir rocks (Ömer-Gecek/Afyonkarahisar geothermal field)

Abstract

The most important elements of the geothermal system are fluid, reservoir-cover rock, heat source, and fault lines. In geothermal basins, it is necessary to have a reservoir rock of sufficient thickness with high porosity and permeability. This study aims to determine the mineralogic-petrographic and geochemical features of the marbles, which are the reservoir rocks of Omer-Gecek geothermal region. In this scope, the samples taken from both the outcrops and the geothermal drillings made in the region were investigated and the possible effects of water-rock interaction were determined. There are low and medium temperature (45-128ºC) fluids produced from Omer-Gecek region, the most important geothermal field in Afyonkarahisar (Western Turkey). Afyon metamorphics, which are composed of Bayramgazi schists and Oyuklu Tepe marbles, are the basement rocks of the study area and the marble lenses/bands form the reservoir rock. As a result of the analyses, it has been determined that the samples are mainly composed of calcite and dolomite minerals, and these minerals are accompanied by quartz and mica minerals with secondary minerals and kaolinite minerals as alteration minerals. The granoblastic textured outcrop marble samples gained breccia texture due to alteration and secondary manganese and iron-rich solutions were deposited into the pores and micro-cracks. According to the geochemical analysis results, while the CaO is the most important component in outcrop samples, it is significantly depleted in drilling samples, while MgO, Al2O3, and SiO2 levels are enriched.

Jeotermal sistemin en önemli elemanlarını akışkan, rezervuar kayaç, örtü-ısıtıcı kayaç ve fay hatları oluşturmaktadır. Jeotermal havzalarda her şeyden önce yüksek porozite ve permeabiliteye sahip olan yeterli kalınlıkta rezervuar kayacın bulunması zorunludur. Bu çalışmanın amacı Ömer-Gecek jeotermal bölgesinin rezervuar kayacı olan mermerlerin mineralojik-petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin belirlenmesidir. Bu kapsamda hem mostra yüzeylerinden, hem de bölgede yapılmış olan jeotermal sondajlardan alınan kırıntı numuneler üzerinde incelemeler yapılarak, su-kayaç etkileşiminin muhtemel etkileri belirlenmiştir. Afyonkarahisar ilindeki en önemli jeotermal saha olan Ömer-Gecek bölgesinden düşük ve orta sıcaklıkta (45-128ºC) akışkan üretilmektedir. Bayramgazi şistleri ve Oyuklu Tepe mermerlerinden oluşan Afyon metamorfikleri inceleme alanının temel kayaçları olmakla birlikte, bu istif içerisinde yer alan mermer mercek ve bantları akışkanların ana rezervuarını oluşturmaktadır. Yaptırılan analizler sonucunda örneklerin başlıca kalsit ve dolomit minerallerinden oluştuğu, bu minerallere tali oranda kuvars ve mika mineralleri ile alterasyon minerali olarak kaolinit mineralinin eşlik ettiği görülmektedir. Makroskobik olarak şekerimsi doku gösteren mermerler alterasyonun etkisiyle breşik yapı kazanmış ve sekonder mangan ve demir bakımından zengin eriyikler kayaç içindeki boşluk ve mikro çatlaklara yerleşmiştir. Jeokimyasal sonuçlara göre, mostra örneklerinde CaO kimyasal bileşimindeki en önemli bileşen olarak göze çarpmakta iken kırıntı örneklerde CaO önemli derecede azalmakta ve MgO, Al2O3 ve SiO2 miktarlarında artış gözlenmektedir.