Determination of the Hot Dry Rock from Radiogenic Heat Production for Potential Geothermal Sources and Example of Isparta-Yakaören

Abstract

Jeotermal sistem, enerji açısından önemli bir kaynaktır. Enerji ihtiyacı yüksek olan ülkelerde "sıcak kuru kaya" kavramı daha da önem kazanmaktadır. Bu çalışmada radyoaktif verilerden yararlanarak sıcak kuru kaya niteliği taşıyabilecek yapı araştırması yapılmıştır. Bu amaçla gama-ışın spektrometre cihazı ile Isparta-Yakaören civarında uzun ömürlü doğal radyoaktif elementler olan K, U ve Th konsantrasyon verileri elde edilmiştir. Çalışma alanında 362 farklı noktada yerinde spektrometrik ölçümler yapılmıştır. Bu ölçümler sonucunda elde edilen U, Th ve K konsantrasyon değerleri kullanılarak radyojenik ısı üretim değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra çalışma alanı için U, Th, K konsantrasyon ve radyojenik ısı üretim haritaları oluşturulmuştur. Haritalar yorumlanarak çalışma alanı jeotermal potansiyeli açısından tartışılmıştır. Çalışma alanındaki trakiandezit, tüf ve alüvyona ait ortalama radyojenik ısı üretimi sırasıyla 6.5 μW/m 3 , 4.2 μW/m 3 ve 3.8 μW/m 3 olarak elde edilmiştir. Çalışma alanında özellikle trakiandezit kayasının yüksek ısı üretiminden ve bu kayacın geçirimsiz olması durumunda sıcak kuru kaya jeotermal kaynağı olarak geliştirmek için bir potansiyele sahip olabileceği düşünülmektedir.The Geothermal system is an important source in terms of energy. In countries with high energy requirements, the term "hot dry rock" becomes even more important. In this study, in a place where it can be a hot dry rock, field survey was conducted by using radioactive data. For this purpose, the data of K, U and Th concentration, which is long term natural radioactive elements, were obtained with gamma-ray spectrometer device around Isparta-Yakaören. In the study area, in-situ spectrometric measurements were performed at 362 different points. Radiogenic Heat production values were calculated by using the values of U, Th and K concentration obtained as a result of these measurements. Then, maps to evaluate of the study area were generated by using U, Th, K concentration and radiogenic heat production values. The study area was discussed in terms of geothermal potential by interpreted maps. The average radiogenic heat production values of the trachyandesite tuff and alluvium units in the study area were obtained as 6.5 μW/m 3 , 4.2 μW/m 3 and 3.8 μW/m 3 , respectively. It is thought that in the study area, especially from the high heat production of trachyandesite rock and this rock may have a potential to develop as a hot dry rock geothermal source if it is impermeable.

An Approach to Determine of the Formation Stages of Volcanism Using Natural Gamma-Ray Spectrometer from Geophysical Methods (Example of Gölcük Volcanism)

“…Accordingly, many researchers have conducted studies on the effect of cancer (for example: Kırklareli-Türkiye [19]; Isparta-Türkiye [8]; Penang-Malaysia [20]; Afyon-Türkiye [21]). In addition to studies in terms of human health, gamma-ray spectrometry studies geological unit separation [8], [12], precious metal and radioactive element exploration [12], [22], [23], geothermal studies [11], agricultural areas [24], archaeological sites [25] and it are used for many such purposes. In addition, the radioactive element concentration in the field gives also additional information about the geodynamics and tectonics of that region.…”

“…The average concentrations of 40 K, 238 U and 232 Th elements in the continental crust are in the range of 2-2.5%, 2-3ppm and 8-12ppm, respectively [27]. Many studies show that the radioactive element concentrations in rocks formed as a result of volcanic activity are higher than the crustal averages [8], [11], [12], [28]- [31]. Similarly, it is stated that magmatic stages are also reflected by 40 K, 238 U and 232 Th radioelement concentrations [32]- [34].…”