Sub-surface petrochemistry, stratigraphy and hydrothermal alteration of the Domes area, Olkaria geothermal field, Kenya

Abstract

Wells OW-905A, OW-910 and OW-917 have been drilled in the Domes area of the Olkaria geothermal field. Wells OW-905A and OW-910 have been drilled inside the caldera while OW-917 has been drilled on the eastern margins of the caldera rim. The caldera rim is characterised by a ring of rhyolitic domes to the east, south and southwest margins. Plans are underway to expand production drilling to the east of the Domes field. This study presents an in-depth look at the variation in reservoir characteristics across the Domes field and to the east of the ring structure. The study also delineates magma differentiation processes involved in the evolution of the GOVC. Wells OW-905A and OW-910 cut across seven stratigraphic units namely basalt, trachybasalt, basaltic trachyandesite, trachyandesite, trachyte, rhyolite and tuff. Well OW-917 only cuts across trachyte and rhyolite. Intrusives cut by the wells include micro-granite, syenitic, trachytic and basaltic dykes. Well OW-910 has a high abundance of high-temperature alteration minerals, OW-905A has moderate abundance while OW-917 has low abundance of these minerals. Higher temperatures are observed at shallower depth in OW-910, at relatively greater depth in OW-905 and at greater depth in OW-917. High permeability is observed in wells OW-905A and OW-910. Well OW-917 shows poor permeability. Well OW-905A is located in a recharge zone, OW-910 in the up-flow zone close to the heat source and OW-917 in a down-flow zone. The main magma differentiation processes involved in generation of the basalt-trachyte suite are fractional crystallisation and magma mixing. Rhyolites have been generated through fractionation of trachytes and anatexis of syenites. The GOVC has had different episodes of eruptions. Its plumbing system consists of independent discrete magma chambers and conduits in which magma underwent modification before eruption.

Jarðhitaholur OW-905A, OW-910 og OW-917 voru boraðar á Domes-svæði Olkaria-jarðhitasvæðisins. OW-905A og OW-910 eru staðsettar innan ætlaðrar öskju, en OW-917 á austurjaðri hringbrotsins. Áætlanir eru um að bora fleiri vinnsluholur austan Domes-svæðisins. Í þessari rannsókn eru breytingar í eiginleikum jarðhitakerfisins þvert yfir Domes-svæðið allt austur fyrir hringmyndunina skoðaðar nákvæmlega. Í rannsókninni er líka fjallað um kvikuþróun sem átti sér stað við upphleðslu Olkaria-megineldstöðvarinnar. Holur OW-905A og OW-910 liggja gegnum sjö mismunandi gerðir jarðlaga, þ.e. basalt, trakýbasalt, basaltískt trakýandesít, trakýandesít, trakýt, rhýólít og túff. Í OW-917 er einungis trakýt og rhýólít. Þær gerðir innskota sem holurnar voru boraðar gegnum eru míkrógranít, sýenít-, trakýt- og basaltgangar. Hola OW-910 er mjög rík af háhitasíðsteindum, OW-905A hefur minna magn, en OW-917 er snauð af slíkum steindum. Hátt hitastig kemur fram á tiltölulega litlu dýpi í OW-910, á meira dýpt í OW-905 og á mestu dýpi í OW-917. Mjög góð lekt er í borholum OW-905A og OW-910, en OW-917 hefur lága lekt. Hola OW-905A er staðsett í aðfærslustreymi, OW-910 í uppstreymissvæði nærri varmagjafa og OW-917 í niðurstreymissvæði. Helstu kvikuferli sem áttu sér stað við þróun basalt-trachýtsyrpunnar voru hlutkristöllun og kvikublöndun. Rhýólítkvika hefur myndast við hlutkristöllun á trakýtkviku og uppbræðslu á sýeníti. Olkaria-eldstöðin hefur gengið gegnum eldgosahrinur. Kvikufærslukerfi hennar samanstendur af sjálfstæðum kvikuhólfum og kvikuæðum þar sem kvika þróaðist áður en gos urðu