Tosunlar jeotermal sahasının (Denizli) hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal incelemesi

Abstract

Bu çalışmada, Denizli il merkezinin 20 kilometre kuzeydoğusunda bulunan Tosunlar jeotermal sahasının yanında Pamukkale, Karahayıt, Gölemezli ve Yenicent jeotermal sahası suları da örneklenerek su kimyası yönünden karşılaştırma yapılması amaçlanmıştır. İnceleme alanı jeotermal sahalarında rezervuar kaya, Paleozoyik yaşlı Menderes masifi metamorfitleri ile Neojen yaşlı Sazak formasyonudur. Örtü kaya ise Neojen yaşlı Kızılburun, Kolonkaya ve Tosunlar formasyonları geçirimsiz birimleri temsil eder. Akça Enerji Otoprodüktör Grubu A.Ş. bünyesinde olan Tosunlar sahasında sıcakları ise 87-102 santigrad derece ve debileri 0 ile 500 ton/saat arasında değişen iki üretim ve iki reenjeksiyon kuyusundan enerji üretimi ve sera ısıtmacılığında yararlanılmaktadır. Bu kuyuların test sonuçlarından, kuyulara rezervuarın farklı derinliklerinde farklı sıcaklıkta jeotermal akışkan girişi olduğu anlaşılmıştır. İnceleme alanında örneklenen termal suların sıcaklıkları 33,9 ile 98,0 santigrad derece, elektriksel iletkenlikleri 2,39 ile 4,82 mikrosiemens/santimetre ve pH değerleri 6,19-7,77 arasında değişmektedir. Termal sular genellikle Na-Ca-HCO₃- SO4 tipindedir. Termal suların delta18O değerleri binde -8,01 ile -9,28 ve delta2H değerleri binde -55,17 ile -60,82 arasında olup meteorik kökenlidirler. Düşük trityum değerleri termal suların yeraltındaki sirkülasyon sürelerinin 50 yıldan fazla olduğuna işaret etmektedir. Suların delta34S ve delta13C (DIC) değerleri, sulardaki kükürdün kaynağının olasılıkla kireçtaşları içindeki CaSO4, karbonun kaynağının ise metamorfik CO2 olduğunu göstermektedir. PhreeqC programı ile yapılan hesaplamalarda inceleme alanı termal sularının örnekleme koşullarında kalsit, aragonit, dolomit ve kuvars minerallerince doygun olduğu belirlenmiştir. Alınan kabuk örneklerinin XRD analizinde kalsit, aragonit, dolomit, kuvars ve jips mineralleri saptanmıştır. İnceleme alanı sıcak sularına uygulanan kimyasal ve izotop jeotermometre sonuçlarına göre sahalar için; Pamukkale 63-69 santigrad derece, Karahayıt 75-104 santigrad derece, Gölemezli 90-155 santigrad derece, Yenicekent 79-93 santigrad derece ve Tosunlar 115-166 santigrad derece civarında rezervuar sıcaklıkları öngörülmektedir.

In this study, it is aimed to make comparison of water chemistry in terms of sampling of the waters of Pamukkale, Karahayıt, Gölemezli and Yenicent geothermal fields as well as Tosunlar geothermal field located 20 kilometers northeast of Denizli city center. The reservoir rock of geothermal fields are Paleozoic Menderes massif metamorphics and Neogene Sazak formation. The cover rock represents the impermeable units of Neogene aged Kızılburun, Kolonkaya and Tosunlar formations. Akça Energy Autoproducer Group A.Ş is operating the geothermal wells which rate 87-102 degrees Celsius and flow rates between 0 and 500 tons/hour for energy production and greenhouse heating. From the test results of these wells, it was understood that geothermal fluid inflow into the wells at different depths of the reservoir at different temperatures. The temperatures of the thermal waters sampled in the study area between 33.9 and 98.0 degrees celsius, electrical conductivity between 2.39 and 4.82 microsiemens/centimeters and pH values between 6.19-7.77. Thermal waters are generally of the Na-Ca-HCO3-SO4 type. The delta18O values of thermal waters are between -8.01 and -9.28 per thousand and the delta2H values are between -55.17 and -60.82 per thousand that come from meteoric origin. Low tritium values indicate that the circulating periods of thermal waters are more than 50 years. The delta34S and delta13C (DIC) values of the waters indicate that the source of sulfur in the waters is probably CaSO4 within the limestones and the source of carbon is metamorphic CO2. PhreeqC program’s calculations, the thermal waters of the study area were found to be saturated by calcite, aragonite, dolomite and quartz minerals under sampling conditions. Calcite, aragonite, dolomite, quartz and gypsum minerals were determined in XRD analysis of the crust samples. According to the results of chemical and isotope geothermometers applied to the hot waters of the study area; reservoir temperatures are predicted around Pamukkale 63- 69, Karahayıt 75-104, Gölemezli 90-155, Yenicekent 79-93 and Tosunlar 115-166 degrees celsius.