Karacaahmet (Polatlı-Ankara) sıcak ve mineralli sularının hidrojeokimyasal incelenmesi
Hydrogeochemical investigation of thermal and mineral waters of Karacaahmet (Polatlı-Ankara)
Yazar: SAFİGÜL TUBA TÜRKMEN
Danışman: PROF. DR. ALPARSLAN ARIKAN ; PROF. DR. ŞAKİR ŞİMŞEK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji (Hidrejeoloji) Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Hidrojeokimya = Hydrogeochemistry ; Jeotermal alanlar = Geothermal fields

Özet:
Bu çalışmada Karacaahmet (Polatlı-Ankara) inceleme alanında yer alan sıcak ve mineralli suyun kökeninin ve soğuk su kaynakları ile olan ilişkisinin aydınlatılması ve bağlı bulunduğu jeotermal sistemin açıklanması amaçlanmıştır.Çalışma alanı, Ankara ilinin 77 km güneybatısında bulunan Polatlı ilçesi sınırları içerisinde bulunmaktadır. Çalışma alanında temel kayaç altere granit ve granodiyoritlerden oluşan Yalnızçam Granodiyoritidir. Yalnızçam granodiyoriti üzerine uyumsuz olarak gelen Eosen yaşlı çökel birimler; kil-marn, tüfit ve ince kireçtaşı arabantlarının ardalanmasından oluşmaktadırlar. Bu çökel birimlerin üzerine uyumsuz olarak Miyosen yaşlı Porsuk Formasyonu gelmektedir. Jipsli marn-kil, jips, marn, çamurtaşı ve kireçtaşı ardalanmasından oluşan ve çalışma alanı kuzeyinde mostra veren bu formasyon çalışma alanı ve dolayında geniş bir yayılıma sahiptir. Bu birimlerin üzerine uyumsuz olarak Kuvaterner yaşlı alüvyon birimler gelmektedir. Karacaahmet jeotermal alanında KB-GD ve KD-GB doğrultulu faylar önemli yapısal oluşumdur. Sıcak su bu fayların birbirlerini kestiği yerde yüzeylenmektedir.Sahada temel kaya olan granodiyoritin altere, faylı ve kırıklı çatlaklı zonları yerel olarak geçirimli olup akifer özelliğindedirler. Çalışma alanında, Eosen ve Miyosen yaşlı birimlerin kiltaşı, marn, jips içeren zonları örtü kayaç niteliğindedir. Çökel birimler içerisindeki kireçtaşları hidrojeolojik olarak yerel öneme sahiptirler. Ankara Çayı ve Sakarya Nehri yatağında yer alan çakıl, kum ve kilden oluşan alüvyonlar ise önemli soğuksu akiferleridir.Alandaki sıcak ve mineralli suyun sıcaklık değeri 38.8 ve 39.9 0C arasında, özgül elektriksel iletkenlik değerleri ise 15025 ve 15340 (µS/cm) arasında yüksek değerler göstermektedir. İyon içeriklerine göre sıcak ve mineralli sular Na-SO4, soğuk sular ise Ca-HCO3, Na-HCO3, Na-SO4, Ca-SO4 tipi sular sınıfına girmektedir.Karacaahmet sıcak ve mineralli su kaynağı ile Kapullu Hamamı kaynağının ana rezervuar kayacının aynı olması nedeniyle; Kapullu Hamamı kaynağına ait hidrokimyasal verilerde bu tez çalışması kapsamında kullanılmıştır. Kapullu Hamamı kaynağının da Karacaahmet sıcak ve mineralli su kaynağı gibi Na-SO4'lı sular sınıfında yeraldığı ve bu sıcak ve mineralli suların kökenlerinin aynı olduğu belirlenmiştir.Mineral doygunluk hesaplamalarına göre bölgedeki sıcak ve soğuk su kaynaklarının sülfatlı minerallere, halite ve silise doygun olmadıkları ancak, bu suların kuvars, kalsit ve dolomit minerallerine doygun oldukları belirlenmiştir.Karacaahmet jeotermal alanının rezervuar sıcaklığı kalsedon jeotermometresi ile 47-50 0C arasında ve rezervuar derinliği ise 872 m olarak hesaplanmıştır.3H içeriğinin güncel yağışlara göre daha düşük olması kaynağın göreceli olarak uzun süreli geçiş zamanına sahip yeraltı suları ile beslendiğini göstermektedir.

Abstract:
This study aims to explain the geothermal system in Karacaahmet and its vicinity by clarifying the origin of both thermal and mineral waters, and by defining the relationship between cold and thermal waters.The study area is located in Polatlı county, 77 km SW of the province of Ankara. The basement rock in the field is Yalnızçam Granodiorite, which consists of altered granites and granodiorites. Eocene sediments (Em2), which uncomformably overlie Yalnızçam Granodiorite, consist of interbedded clay-marl, tuffite and limestone units. Miocene aged Porsuk Formation sediments uncomformably overlie Eocene sediments. The Porsuk Formation, which consists of interbedded gypsum-bearing marl-clay, gypsum, marl, mudstone and limestone, crops out in the north of the area. These units are unconformably covered by Quaternary alluvium. The Karacaahmet Geothermal Area is controlled by predominantly NW-SE and NE-SW striking normal faults. Thermal waters emerge along the intersection of faults.Altered, fractured, and faulted granodiorites are locally significant aquifers when capped by impermeable Eocene and Miocene clay, marl, and gypsum. Limestone in sedimentary rocks are also important hydrogeologically, while conglomerate, sand and clay beds deposited by the Ankara River and Sakarya River are important aquifers for cold water.Thermal water temperatures in the Karacaahmet field range from 38.8 to 39.9 0C, while electrical conductivity values range from 15.025 and 15.340 (µS/cm). According to their ionic content, the hydrochemical facies of the thermal waters are Na-SO4 type, while the facies of cold waters are Ca-HCO3, Na-HCO3, Na-SO4 and Ca-SO4 type.In the absence of reliable samples, and inasmuch as the Kapullu Hamam and Karacaahmet geothermal water resources both consist of Na-SO4 type water from similar reservoir types, the hydrochemical data for Kapullu Hamam was substituted for actual Karacaahmet sample data, for the purposes of this study.Mineral saturation calculations have determined that thermal water resources are oversaturated with quartz, calcite and dolomite, but undersaturated with respect to sulfate minerals, halite, or silica.Chalcedony geothermometry has reliably constrained reservoir temperature between 47-50 0C, while defining the reservoir depth of 872 m.The lower H3 content of local groundwaters relative to current rainfall indicates that local springs are fed by older aquifer waters.