Savcılı-Büyükoba (Kırşehir-Kaman) sıcak ve mineralli su kaynağının hidrojeokimyasal incelenmesi
Hydrogeochemical investigation of thermal and mineral water of Savcili-Buyukoba (Kirsehir-Kaman)
Yazar: CANSU YURTERİ
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR ŞİMŞEK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeotermal = Geothermal

Özet:
Bu çalışmada Kaman ve civarında yer alan sıcak ve mineralli suların kökenlerinin, kimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve soğuk su kaynakları ile olan ilişkilerinin aydınlatılması ve bağlı bulundukları jeotermal sistemin açıklanması amaçlanmıştır. Bu amaçla çalışma alanında jeoloji, hidrojeoloji, hidrojeokimya çalışmaları yapılmıştır. Çalışma alanı, Ankara'nın 150 km güneydoğusunda Hirfanlı Barajı'nın 5 km kuzeyinde Kırşehir ili Kaman ilçesi sınırları içerisinde yer almaktadır. Çalışma alanında temelde, Kırşehir masifi olarak bilinen Paleozoyik yaşlı metamorfik birimler gözlenmektedir. Kırşehir masifinin metamorfik serileri, Üst Kretase yaşlı pelajik çökellerle ara katkılı bazik volkanoklastik kayalardan oluşan ofiyolitli melanj birimleri tarafından tektonik olarak üzerlenmektedir. Bu birimler magmatik etkinliğe bağlı olarak yüzeyleyen Mesozoyik (Üst Kretase-Paleosen?) yaşlı monzonitli granitler tarafından kesilmektedir. Bu birimleri uyumsuzlukla taban  konglomerası ile başlayıp kumtaşı, çamurtaşı ve kireçtaşı ile devam eden Eosen yaşlı (Lütesiyen) seri ile Miyosen-Pliyosen yaşlı Kızılırmak Formasyonu örtü birimleri üzerlemektedir. En üstte ise gevşek çimentolu kum ve çakıllardan oluşan en çok Hamamözü dere yatağı ve çevresinde gözlenen Kuvaterner yaşlı alüvyon birimler yer almaktadır. Savcılı-Büyükoba jeotermal alanında genel süreksizlik doğrultuları KD-GB, KB-GD olup önemli yapısal oluşumlardır. Sıcak sular bu fayların birbirlerini kestiği yerlerde yüzeylenmektedir. Çalışma alanında temel kaya olan Paleozoyik yaşlı Kırşehir metamorfik birimleri geçirimsiz özelliktedir. Ancak, genç tektonik etkinliklerle ikincil gözeneklilik kazanmış olan mermerlerin ve granodiyoritlerin faylı ve kırıklı zonları yerel olarak geçirimli olup akifer özelliğindedir. Eosen ve Miyosen-Pliyosen yaşlı birimler örtü kayaç niteliğinde olup, çökel birimler içindeki taban çakıltaşları ve kireçtaşları yerel akifer oluşturmaktadır. Hamamözü dere yatağında yer alan çakıl, kum ve kilden oluşan alüvyonlar ise önemli soğuk su akiferleridir. Alandaki sıcak ve mineralli suların sıcaklık değerleri 30.01°C-34.6°C ve özgül elektriksel iletkenlikleri 513-565 µS/cm arasında değerler göstermektedir. İyon içeriklerine göre sıcak ve mineralli sular Na-Cl, soğuk sular ise Ca-HCO3' lı sular sınıfına girmektedir. Mineral doygunluk hesaplamalarına göre bölgedeki sıcak su kaynaklarının anhidrit, jips gibi sülfatlı mineraller ile halit ve silise doygun olmadıkları, ancak bu suların kalsedon, kuvars gibi silis mineralleri ile kalsit, dolomit, aragonit gibi karbonatlı minerallere doygun oldukları belirlenmiştir. Elde edilen bu sonuca göre, yüzeye çıkan sıcak suların kabuklaşma yapıcı özellikte olduğunu göstermektedir. Bölgedeki sıcak suların yerel meteorik su doğrusu üzerinde yer almaları bu suların meteorik kökenli olduğuna işaret etmektedir. Sıcak suların düşük 3H değerine sahip olması, derin ve uzun süreli yer altı dolaşımlı meteorik kökenli sular olduğunu göstermektedir. Savcılı-Büyükoba jeotermal alanının rezervuar sıcaklığı, silis jeotermometresi ile 69-72°C aralığında hesaplanmıştır.Savcılı-Büyükoba jeotermal alanında oluşturulan kavramsal hidrotermal modele göre; bölgede yer alan sıcak ve mineralli su kaynağı; meteorik kökenli suların kırık, çatlak ve fay zonları boyunca birimlerden yeraltına süzülmesi ve jeotermal gradyan etkisi ile ısınması, geçirimli sıcak su akiferinde depolanması ve yine fay zonlarından yüzeye çıkışı ile oluşmaktadır.

Anahtar kelimeler: Sıcak ve mineralli sular, hidrojeokimya, çevresel izotop, jeotermal, Savcılı, Kaman, Kırşehir

Abstract:
The aim of this study is to clarify the origin of  thermal and mineral waters, connected with geothermal system and the relationship between cold and thermal waters in Savcili (Kirsehir) and its vicinity. Accordingly geological, hydrogeological and hydrogeochemical studies are carried out in the study area. The study area is located in Kaman province of Kirsehir city in Central Anatolia which is about 150 km southeast of Ankara and 5 km north of Hirfanlı Dam. Basement rock observed in the study area is Paleozoic Metamorphics, also called Kirsehir Massif. The metamorphic rocks of Kırsehir massif is overlain tectonically by ophiolitic melange units which are consisting of basic volcanoclastic rocks intercalated with pelagic deposits of Late Cretaceous age. These units have been intruded by Baranadag Granitoids which are Mesozoic (Late Cretaceous-Paleocene?) age. The Eocene units which are consisted of terrestrial sediments (alternating conglomerate and sandstone) and Miocene-Pliocene (?) Kizilirmak Formation unconformably overlie Mesozoic units. Quaternary alluvium unconformably overlie older formations which is the youngest unit in the study area and located along the Hamamozu stream in the middle of the area. Savcili-Buyukoba geothermal area is controlled by mainly NE-SW  and NW-SE faults. Thermal waters emerged along the intersection of the faults. Paleozoic metamorphics of the Kirsehir Massif which are the basement rocks of the study area are impermeable. However, because of the secondary porosity developed due to active tectonics,faults and jointed zones of marbles and granitoids are permeable and show local aquifer character in the study area. Eocene and Miocene-Pliocene sediments exhibit cap rock properties and terrestrial units of formations which are consisted of conglomerates and local limestones  may have local importance as an aquifer. Alluvium in the Hamamozu stream is part of the Savcili-Buyukoba geothermal area which forms the main cold groundwater aquifers. Temperature of thermal waters in the field changes between 30.01-34.6°C and electrical conductivity values change between 513-565 (µS/cm). According to ionic content, the hydrochemical facies of the thermal waters Na-Cl and cold waters have Ca-HCO3 type. According to the mineral saturation calculations, it was found out that espeacially hot water springs are saturated with respect to quartz, chalcedony, calcite, aragonite and dolomite minerals. Therefore, the thermal waters may display scale forming behaviour. Thermal waters of the study area located along the Local Meteoric Water Line (LMWL) and this suggests that geothermal waters have a meteoric origin. The low  tritium content of  thermal waters show that the thermal aquifer of Savcili-Buyukoba geothermal area is recharged by groundwater having relatively long residence time which represents a deep groundwater circulation system. Temperature of reservoir was calculated as 69-72°C by silica geothermometry. According to the conceptual hydrothermal model developed by geological, hydrogeological and geochemical data obtained in the research area, thermal waters in Savcili-Buyukoba area are formed by precipitation infiltrated through  faulted and fractured zones, then meteoric origin waters heated by the geothermal gradient and returned to the surface through permeable zones.
Keywords: Thermal and mineral waters, hydrogeochemistry, environmental isotope, geothermal, Savcılı, Kaman, Kirsehir.