Kestanbol jeotermal alanının hidrojeokimyası ve aktif tektonik ile olan ilişkisi

Abstract

Kestanbol jeotermal alanı, Kuzey Anadolu Fayı'nın batı uzantıları ve Batı Anadolu Graben Sistemi'nin birlikte etkilediği Biga Yarımadası'ndaki en yüksek sıcaklığa sahip dördüncü jeotermal alandır. Jeotermal alandaki sıcak sular, meteorik kökenli suların kırık ve çatlaklar boyunca derinlere süzülerek, Kestanbol Plütonu ve jeotermal gradyanın etkisi ile ısınarak DKD-BGB uzanımlı sağ yönlü doğrultu atımlı Kaplıca Fayı boyunca yüzeye ulaşmaktadır. Bu çalışmada Kestanbol jeotermal alanında 1 sıcak su sondajı, 2 sıcak su kaynağı ve 2 soğuk su kaynağının hidrokimyasal karakterizasyonu bir yıl boyunca izlenerek aktif tektonik ile olan ilişkisi saptanmış, ayrıca sıcak suların olası çevresel etkileri araştırılmıştır. Sıcak suların yüzey sıcaklıkları 59,5-74,6 °C, elektriksel iletkenlik (EC) değerleri 30,3- 35,7 mS/cm, pH değerleri 6,13-6,83 arasındadır. Soğuk suların sıcaklık, EC ve pH değeri sırası ile 11,2-25,4 °C, 0,71-1,69 mS/cm ve 7,35-8,08'dir. Soğuk sular CaHCO3 su tipindedir. Sıcak sular NaCl su tipinde olup, ortalama NaCl konsantrasyonu 18487 mg/l'dir. Silis jeotermometresine göre sıcak suların rezervuar sıcaklığının 91-157 oC arasında olduğu hesaplanmıştır. Sıcak sular, oksijen-18, döteryum ve trityum içeriklerine göre aynı beslenme alanına sahip, derin dolaşımlı, meteorik su ve sıcak fosil deniz suyu karışımındadır. Trityum içeriğine göre bağıl yaş hesaplaması ile sıcak suların 86 yıldan daha yaşlı olduğu tespit edilmiştir. Jeotermal akışkan; sıcaklık ve EC değeri, Na+, Cl-, B ve Fe konsantrasyonu bakımından Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği'ne göre IV. sınıf (çok kirlenmiş su) su kalitesindedir. Sıcak sular kabuklaşma problemine neden olmaktadır. Jeotermal alandan alınan kabuklaşma, toprak ve dere sedimenti örneklerinde As, Fe ve Mn konsantrasyonlarının Dünya kıtasal kabuk ortalama değerinden yüksek olduğu belirlenmiştir. Jeotermal akışkanın çevreye deşarj edilmesi ısıl ve kimyasal kirliliğe sebep olmaktadır. Bu nedenle jeotermal akışkanın soğutulup, arıtılarak çevreye deşarj edilmesi önerilmektedir. Sıcak suların 20.02.2019 tarihli depremin etkisi ile sıcaklık ve EC değerlerinin yanı sıra Na+, K+, Ca+2 ve Cl- konsantrasyonunda azalma, pH, Mg+2, HCO3- ve SO4-2 konsantrasyonunda ise artış gözlenmiştir. Gelecek çalışmalarda aktif tektoniğin sıcak suların hidrokimyasal karakterizasyonu üzerindeki etkisinin belirlenmesi için uzun süreli izlenmesi önerilmektedir.

Kestanbol geothermal field is the geothermal field with fourth highest temperature in the Biga Peninsula, affected by the western extension of the North Anatolian Fault and the West Anatolian Graben System. Hot waters in the geothermal field are formed by meteoric waters seeping deeply along fractures and joints before being heated by the effect of the Kestanbol Pluton and geothermal gradient and reaching the surface along the right-lateral strike-slip Kaplıca Fault. This study monitored 1 hot water well, 2 hot water springs and 2 cold water springs in the Kestanbol geothermal field for hydrothermal characterization during one year to identify the relation with active tectonics and also research the possible environmental effects of the hot water. The surface temperature of the hot waters was 59,5-74,6 °C, electrical conductivity (EC) values were 30,3- 35,7 mS/cm, and pH values were 6,13-6,83. For cold waters, the temperature, EC and pH values were 11,2-25,4 °C, 0,71-1,69 mS/cm and 7,35-8,08, respectively. The cold waters had CaHCO3 water type. Hot waters had NaCl water type, with mean NaCl concentration of 18487 mg/l. According to the silica geothermometer, the reservoir temperature for hot waters was calculated to be 91-157 °C. Hot waters had similar recharge area according to hydrochemical analysis and oxygen-18, deuterium and tritium contents, and were a mixture of deep circulating meteoric water and hot fossil seawater. According to tritium content, relative age calculations identified hot waters were older than 86 years. Hot water had IV class (very polluted water) water quality according to the Turkish Inland Water Quality Regulations in terms of temperature and EC value, Na+, Cl-, B and Fe concentrations. The hot waters cause a scaling problem. Scale samples, soil and stream sediment samples taken from the geothermal area were determined to have values above the mean values for continental crust in terms of As, Fe and Mn concentrations. The discharge of geothermal fluid into the environment causes thermal and chemical pollution. As a result, it is recommended that geothermal fluid be cooled and treated before discharge into the environment. With the effect of the 20.02.2019 earthquake, hot waters had reductions in temperature and EC values in addition to Na+, K+, Ca+2 and Cl- concentrations and increases in pH, Mg+2, HCO3- and SO4-2 concentrations observed. It is recommended that long-term monitoring is performed in future studies to determine the effect of active tectonics on the hydrochemical characterization of hot waters.