Ilıca (Şavşat-Artvin) jeotermal sularının hidrojeokimyasal ve izotopik incelenmesi

Abstract

Ilıca Jeotermal sahası Artvin İli, Şavşat ilçesi, Ilıca Köyü'nde yer almaktadır. Çalışma alanında, Geç Kretase ile Pliyosen zaman aralığında oluşmuş volkanik, volkanoklastik kayaçlar ile fliş türü tortul kayaçlar yüzeylenmektedir.Sahada jeotermal aktivitenin belirtisi olan sıcak su kuyusunun boşalım sıcaklığı yaklaşık 39oC, pH'ı 6.9, elektriksel iletkenlik (Eİ) değeri 6207 µS/cm, toplam çözünmüş madde (TDS) miktarı 3224 mg/l'dir. Çalışmada jeotermal sistemi tanımlamak, suların hidrokimyasal özelliklerini belirlemek, rezervuar sıcaklıklarını tespit etmek ve alanının hidrojeolojik kavramsal modelini oluşturmak amaçlanmıştır. Na-HCO3-Cl tipinde olan jeotermal suların kökenleri, beslenme yükseltileri ve temas ettikleri kayaç türleri 18O, 2H, 3H, 13C ve 34S izotop içerikleri ile incelenmiştir. δ18O-δ2H ilişkisine göre jeotermal sular Doğu Karadeniz Meteorik Su Doğrusuna (DKMD) yakın konumdadır, ancak jeotermal sularda daha pozitif δ18O değerleri gözlenmiştir. Çözünmüş inorganik karbon üzerinde analiz edilen δ13CVPDB değeri Ilıca jeotermal suyunda pozitif iken (‰4.31-‰7.70) Soğuk Su Kaynağı'nda (‰-12.36), Çermik Deresi'nde (‰-13.82-‰-7.79) negatif değerlerdedir. Bu değerlere göre Ilıca jeotermal sularındaki karbon, tatlı su karbonatlarından ve metamorfik CO2'den kaynaklanmaktadır. ẟ34SCDT değeri Ilıca jeotermal suyunda yaklaşık ‰10, soğuk sularda ‰3-10 arasında değişmektedir. Jeotermal sulardaki kükürtün volkanik sülfür ve Senozoyik yaşlı CaSO4'dan kaynaklandığı düşünülmektedir. Düşük sıcaklıklı jeotermal sistem sınıfına giren Ilıca jeotermal sahasında hazne kaya sıcaklığı silis jeotermometresi ile 100-150oC olarak hesaplanmıştır.

Ilica Geothermal Field is located in Ilica Village, Savsat District of Artvin Province. In the study area, volcanic, volcanoclastic and flysch sedimentary rocks formed during the Late Cretaceous and Pliocene time are exposed.The temperature of the hot water well, which is a sign of geothermal activity in the field, is approximately 39oC, pH is 6.9, electrical conductivity (EC) is 6207 µS/cm, total dissolved solid (TDS) is 3224 mg/l. In this study, it is aimed to define the geothermal system, to determine the hydrochemical properties of the water, to determine reservoir temperatures and to create a hydrogeological conceptual model of the area. The origins of Na-HCO3-Cl geothermal waters, their rechange elevation and the contact types of the rocks were investigated with 18O, 2H, 3H, 13C and 34S isotope contents. According to the relationship of δ18O-δ2H, the geothermal waters are close to the Eastern Black Sea Meteoric Water Line (EBMW), but more positive δ18O values were observed in geothermal waters. The 13CVPDB value analyzed on the dissolved inorganic carbon was negative in Ilıca geothermal water (4.31‰ - 7.70‰) in the Cold Water Source (-12.36‰), in the Çermik Creek (-13.82‰ - -7.79‰). According to these values, carbon in Ilıca geothermal waters originates from fresh water carbonates and metamorphic CO2. ẟ34SCDT value varies between about 10‰ in Ilıca geothermal water and 3-10‰ in cold waters. It is thought to be caused by sulfur volcanic sulfate and Cenozoic CaSO4 in geothermal waters. In the Ilıca geothermal field, which is classified as low temperature geothermal system, the reservoir rock temperature is calculated as 100-150 oC by silica geothermometer.