Orta Anadolu’daki karbonatlı, sülfatlı ve tuzlu jeotermal suların hidrojeokimyası ve kökeni, Türkiye
Mustafa Afşin1, Mustafa Murat Kavurmacı1, Ali Gürel2, Ümmühan Gökçen Duru3, Özcan Oruç41Aksaray Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 68100 Aksaray2Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 51240, Niğde
3Türkiye Cumhuriyeti Çevre, Şehircilik Ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Ankara, Türkiye
4Aksaray Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü, 68100 Aksaray
Bu çalışmanın amacı, Orta Anadolu'da sıcaklıkları 17,5 - 86°C arasında değişen Gümüşkent (GK), Koçpınar (KP), Dertalan (DA), Terme (TE), Kozaklı (KZ), Bayramhacı (BH), Karakaya (KK), Tuzlusu (TZ), Ziga (ZG), Narlıgöl (NG), Yeşilhisar (YH) ve Kemerhisar (KH) jeotermal sularını, bu jeotermal suların bulunduğu alanlarda, sıcaklıkları 10.4 ile 13.09°C arasında değişen Helvadere (HD), Dokuzpınar (DP), Terme (TES) ve Kozaklı (KOS) soğuk suları da dikkate alarak su kimyası ve su izotopları yardımıyla karşılaştırmak ve kökenlerini değerlendirmektir. Fay kontrollü bu suların akiferleri Paleozoyik yaşlı mermerler ve Eosen yaşlı kireçtaşları; örtü kayaları ise geçirimsiz birimlerdir. Bu suların ısı üretim sistemi genç volkanizma ve granitik/siyenitik sokulumların yanı sıra radyojenik kaynaklara da bağlı olabilir. Karbonatlı, sülfatlı ve tuzlu bu suların tipleri KP, GK, BH ve TE’de Ca-HCO3; KZ’de Na-SO4; DA’da Ca-SO4; TZ, ZG, NG, KH, KK ve YH’da Na-Cl şeklindedir. İzotopik (δ18O ve δ2H) açıdan meteorik kökenli olan bu sular genelde derin dolaşımlı ve yavaş akışlıdır. Bazı sularda meteorik su doğrusundan gözlenen sapmanın asıl nedeni buharlaşmadır. Sıcaklığı düşük KH, YH ve KK’nın mineralizasyonları uzun süreli gaz-kayaç-su etkileşimi sonucu yükselmiştir. Na-Cl tipli sularda tuzlanmanın sebepleri halit mineralinin çözünmesi ile TZ ve ZG’de Tuzgölü ve tuz domları, YH ve KK’da Orta Kızılırmak ve KH’da Ulukışla havzalarının kapanımı sırasında derinlerde kalmış daha yaşlı suların bu sulara karışması olabilir. δ13C (‰PDB) değerlerine göre sulardaki CO2 gazının kaynağı, jeojenik (mermer, denizel ve gölsel kireçtaşı) ve/veya manto olabilir. δ34S ‰VCDT değerlerine göre sulardaki sülfatın kaynağı KK, ZG, KZ, TZ, KH’da evaporitik, diğer sularda ise volkanik ve/veya karbonat kayaçlar olabilir. Suların 14C yaşları DA’da en düşük (19.15 ka), KK’da en yüksektir (45.11 ka). Söz konusu suların 14C değerleri çoğunlukla toplam çözünmüş karbonat veya bikarbonattaki modern biyojenik karbonun katkısının ölçümü olduğu için hesaplanan yaşlar görünürdür. Bu bağlamda, incelenen sular geç Pleyistosen ve erken Holosen döneminde sisteme girmiş yaşlı sular olabilir.
Anahtar Kelimeler: Jeotermal sular, Karbon ve sülfür izotopları, Hidrojeokimya, Orta AnadoluHydrogeochemistry and origin of carbonated, sulfated and saline geothermal waters, Central Anatolia, Türkiye
Mustafa Afşin1, Mustafa Murat Kavurmacı1, Ali Gürel2, Ümmühan Gökçen Duru3, Özcan Oruç41Department Of Geological Engineering, Aksaray University, Aksaray, Türkiye2Department Of Geological Engineering, Niğde Ömerhalis Demir University, Niğde, Türkiye
3Republic Of Türkiye Ministry Of Environment, Urbanization And Climate Change, Ankara, Türkiye
4Department Of Environmental Engineering, Aksaray University, Aksaray, Türkiye
This study aims to compare the geothermal waters of Gümüşkent (GK), Koçpınar (KP), Dertalan (DA), Terme (TE), Kozaklı (KZ), Bayramhacı (BH), Karakaya (KK), Tuzlusu (TZ), Ziga (ZG), Narlıgöl (NG), Yeşilhisar (YH), and Kemerhisar (KH), which exhibit temperatures ranging from 17.5°C to 86°C. Additionally, the origins of these waters are evaluated by taking into account the cold waters of Helvadere (HD), Dokuzpınar (DP), Terme (TES), and Kozaklı (KOS), with temperatures between 10.4°C and 13.09°C, all located in Central Anatolia.
The aquifers of these fault-controlled waters are of Paleozoic marbles and Eocene limestones; cover rocks are impermeable units. The heat production system of these waters may be due to young volcanism and granitic/syenitic intrusions as well as radiogenic sources. The types of these carbonated, sulfated and saline waters are Ca-HCO3 in KP, GK, BH and TE; Na-SO4 in KZ; Ca-SO4 in DA; Na-Cl in TZ, ZG, NG, KH, KK and YH, respectively. These waters, which are of meteoric origin in terms of isotopic (δ18O ve δ2H), generally have deep circulation and slow flow. The main reason for the deviation observed from the meteoric water line in some waters is evaporation. In KH, YH and KK with low temperatures, the mineralization of these waters increased as a result of long-term gas-rock-water interaction. The causes of salinization in the Na-Cl-type waters may be the dissolution of halite minerals and the mixing of older waters trapped at depth during the closure of the Tuzgölü and salt domes in the TZ and ZG, the Central Kızılırmak basin in the YH and KK, and the Ulukışla basin in the KH. According to δ13C (‰PDB) values, the sources of CO2 gas in waters may be geogenic (marble, marine and lacustrine limestone) and/or mantle. According to δ34S ‰VCDT values, the source of sulfate in waters may be evaporitic rocks in KK, ZG, KZ, TZ, KH, and volcanic and/or carbonate rocks in other waters. The 14C ages of the waters are lowest in DA (19.15 ka) and highest in KK (45.11 ka: kilo annum). The calculated ages are apparent because the 14C values of the waters in question are often a measure of the contribution of modern biogenic carbon to the total dissolved carbonate or bicarbonate. In this context, the waters examined may be old waters that entered the system from late Pleistocene to early Holocene periods.
Makale Dili: İngilizce