Hisaralan geothermal field is located at the intersection between Simav Graben and İzmir-Balıkesir transfer zone (IBTZ) which are active fault zones. The area is hosted by Early Miocene dacitic and rhyolitic volcanic rocks. Clay mineralogy was investigated for the purpose of identifying present and fossil hydrothermal systems. HS-2 drilling and outcrop clay mineralogy were examined by XRD, SEM and optical microscopy. Discerete illite and R3 I-S are the dominant clay minerals at the deeper parts of the field while R2 I-S and dioctahedral smectite are dominant closer to the surface. Active hydrothermal system is supposed to precipitate dioctahedral smectite. Calculated activity of elements displays the thermal waters are in equilibrium with smectite at temperatures below 100 centigrade degree. Halloysite found in the cracks and coating of the surfaces of samples indicate a late phase precipitation. The oxygen and hydrogen isotope ratio of smectite and halloysite bearing sample indicates low temperature precipitation of these minerals from geothermal and meteoric waters respectively. On the other hand, dickite and kaolinite were determined in different fossil hydrothermal systems. The kaolinite was formed related to low sulfidation epithermal quartz veins. The alteration develops from inner to the outer zone as kaolinite→ illite and/or mixed layered illite-smectite → dioctahedral smectite. Dickite was formed in an acid sulfate system related to the porphyry dykes. Highly illitic mixed layered illite-smectite and chlorite-smectite (corrensite) were followed by the dickite. The oxygen and hydrogen isotope ratios of clays and fluids indicates the temperature of the two systems are very close. The temperature is not the controlling factor which kaolin polymorph occurs.

Hisaralan jeotermal sahası aktif fay zonları olan Simav Grabeni ve İzmir Balıkesir Transfer Zonunun (IBTZ) kesişim yerindedir. Çalışma sahasında dasitik ve riyolitik volkanik kayalar bulunmaktadır. Güncel ve aktif hidrotermal alterasyonun tanımlanması amacıyla kil mineralojisi çalışılmıştır. HS-2 sondaj ve yüzey örneklerinin kil mineralojisi XRD, SEM ve optik mikroskop yöntemleriyle tanımlanmıştır. Saf illit ve R3 karışık tabakalı illit-smektit derin kesimlerde baskınken R2 karışık tabakalı illit-smektit ve dioktahedral smektit yüzeye yakın kesimlerde baskın kil mineralleridir. Güncel hidrotermal sistem dioktahedral simektit çökeltmektedir. Hesaplanan element aktivite değerleri termal suların 100 santigrad derecenin altındaki sıcaklıklarda simektit ile dengede olduğunu göstermektedir. Örneklerin yüzeyinde ve çatlaklarında bulunan halloysit minerali geç evrede çökelmeyi işaret etmektedir. Simektit ve halloysit içeren örneklerin oksijen ve hidrojen izotop oranları bu minerallerin sırasıyla jeotermal ve meteorik kökenli sulardan çökeldiğini göstermektedir. Diğer taraftan dikit ve kaolinit farklı iki fosil hidrotermal sistemde belirlenmiştir. Kaolinit düşük sülfidsyon epitermal kuvars damarları ile ilişkili oluşmuştur. Alterasyon damar yakınından uzağa doğru kaolinit→illit ve/veya karışık tabakalı illit-smektit→olarak gelişmektedir. Dikit porfiri dayklarıyla ilişkili yüksek sülfidasyon sisteminde oluşmuştur. Karışık tabakalı illit-smektit ve klorit-smektit (korensit),dikit oluşumunu izlemişlerdir. Killerin ve eriyiklerin oksijen ve hidrojen izotop oranları kaolinit ve dikiti oluşturan iki sistemin sıcaklıklarının yakın olduğunu göstermektedir. Bu nedenle sıcaklık kaolin polimorfunu oluşturan kontrol faktörü değildir.