Heybeli Jeotermal Alanının (Afyonkarahisar) hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal incelemesi

Abstract

Heybeli jeotermal sahası Afyonkarahisar ilinin 25 km güneydoğusunda ve Afyon-Konya karayolu üzerinde yer almakta olup bölgedeki önemli jeotermal alanlarından biridir. Bölgede kamu kurumları ve özel kuruluşlar tarafından açılmış 10 adet termal su kuyusu ve 1 adet termal su kaynağı bulunmaktadır. Bu kuyulardan elde edilen termal sular kaplıca turizmi ve sera ısıtması için kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, Heybeli jeotermal sahasında jeotermal sistem elemanlarını belirlemek, jeotermal suların kimyasal kompozisyonunu, kökenini, yeraltındaki dolaşım süresini, rezervuar sıcaklığını, su-kaya etkileşimini, mineral doygunluklarını ve sıcak-soğuk su karışımlarını saptamaktır. Heybeli jeotermal sahasında rezervuar kayacı Paleozoyik yaşlı Karahasan kireçtaşı, örtü kayacı ise Miyosen yaşlı sedimanter kayaçların geçirimsiz litolojileri oluşturmaktadır. Bölgede etkin rol oynayan aktif tektonizma ve buna bağlı gelişen normalden yüksek jeotermal gradyan ise ısı kaynağı özelliğindedir. Geçirimli birimlere düşen yağmur ve kar suları yeraltına süzülerek rezervuarı beslemekte, yeraltında ısındıktan sonra faylar boyunca yükselerek sıcak su kaynaklarını oluşturmaktadır. İnceleme alanındaki termal suların sıcaklıkları 28.9-54.7°C arasında değişmekte olup su tipleri genellikle Na-Ca-HCO3-SO4 bileşimlidir. Bölgedeki soğuk su sondajları ve kaynak sularında ise Ca ve HCO3 baskın iyonlardır. Oksijen ve hidrojen analiz sonuçlarına göre bölgedeki suların tamamı meteorik kökenlidir ve termal sular 50 yıldan daha uzun bir dolaşım süresine sahiptir. Termal suların içerdiği karbondioksitin kökeni ve sülfatın kökeni Karahasan kireçtaşları olarak belirlenmiştir. Hidrojeokimyasal anlamda olgun olmayan özellikli termal suların akifer sıcaklıkları 33-100°C arasında hesaplanmıştır. Yapılan doygunluk hesaplamaları sonucunda ise Heybeli bölgesi termal sularının kalsit, aragonit, kuvars, kalsedon ve dolomit gibi yaygın olarak gözlenen kabuklaşma yapıcı mineralleri çökeltme eğiliminde olduğu belirlenmiştir.

Heybeli geothermal field, is one of the most important geothermal field in Afyonkarahisar, is located in 25km southeast of Afyonkarahisar on Afyonkarahisar-Konya highway. There are 10 thermal water wells and 1 thermal water spring opened by public institutions and private institutions in the region. The thermal waters obtained from these wells are used for thermal tourism and greenhouse heating. The aim of this thesis is to determine the geothermal system, the chemical composition of geothermal waters, their origin, underground circulation time, reservoir temperature, water-rock interaction, mineral saturations and hot-cold water mixtures. In Heybeli geothermal area; Paleozoic aged Karahasan limestones form the reservoir and the impermeable lithologies of Miocene sedimentary rocks forms the cap rock. The active tectonics and the higher geothermal gradient are the heat sources. The rain and snow waters falling through the permeable units percolate into the underground to feed the reservoir, warm up underground and ascend along the faults to form hot water sources. The temperature of the thermal waters in the study area ranges from 28.9 to 54.7°C and the water types are usually Na-Ca-HCO3-SO4. Ca and HCO3 are predominant ions in the cold well and spring waters. According to the results of oxygen and hydrogen analysis, all the waters in the region have meteoric origin and the thermal waters have a circulation time longer than 50 years. The carbon dioxide and sulfate sources of thermal waters was determined as Karahasan limestones. The aquifer temperatures of immature thermal waters are estimated at 33-100°C. As a result of the saturation calculations, it is determined that the thermal waters of Heybeli region tend to precipitate commonly observed crusting minerals such as calcite, aragonite, quartz, calcite and dolomite.