Formation conditions, resource potential, and utilization prospects of cretaceous thermal groundwater in the Zharkent artesian basin

А.Д. Калитова; В.А.  Завалей; М.Б.  Кайгусуз; Д.К. Калитов; Б.Р.  Кисмельева

doi:10.51301/ejsu.2026.i5.04

Авторы

А.Д. Калитова Satbayev University, Қазақстан
В.А. Завалей Satbayev University, Қазақстан
М.Б. Кайгусуз Ыспарта қолданбалы ғылымдар университеті, Түркия
Д.К. Калитов Satbayev University, Қазақстан
Б.Р. Кисмельева Satbayev University, Қазақстан

##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2026.i5.04

Ключевые слова:

геотермалды сулар, бор сулы кешені, Жаркунак кен орны, жерасты суларының қоректенуі, трансшекаралық ағын, гидрогеотермия, геотермалды энергетика, бинарлы цикл, каскадты пайдалану

Аннотация

Мақалада Жетісу облысының Панфилов ауданында, Іле тауаралық ойпаңының шығыс бөлігінде орналасқан Жаркент артезиан алабының бор кешенінің қалыптасу жағдайлары мен ресурстық әлеуеті қарастырылған. Зерттеудің нақты негізін 1957-2016 жылдары бұрғыланған 18 терең ұңғыманы бұрғылау және сынау нәтижелері, өндірістік есептер материалдары мен бұрын жарияланған деректер құрайды. Құрылымдық-геологиялық талдау, қоректену аймағының гидродинамикалық картасын құру және Дарси заңы бойынша жерасты ағынын есептейтін баланс әдісі қолданылды. Жоғарғы бор сулы горизонты 1680-3702 м тереңдікте (алаптың ең перспективалы оң жағалау бөлігінде – 2670-3702 м) ашылады, су сыйыстырушы қабаттың қуаттылығы 54-130 м; ұңғыма сағасындағы су температурасы 74-103°С, өздігінен ағу дебиті 22-75 л/с, артық арын 1.4-53.5 кгс/см². Сулар әлсіз минералданған (0.26-0.90 г/дм³), сілтілі, негізінен хлоридті-гидрокарбонатты натрийлі, фтор мен кремний қышқылының жоғары мөлшерімен сипатталады. Бор горизонтының қоректенуі төрт құраушыдан тұрады: жер үсті ағындысының сүзілуі – 2.05 м³/с (43.6%), атмосфералық жауын-шашынның инфильтрациясы – 0.107 м³/с (2.3%), палеозой жыныстарының жарықшақтық аймағынан ағу – 0.534 м³/с (11.3%) және тектоникалық бұзылыс аймақтары бойынша ағын – 0.635 м³/с (13.5%); Қазақстан аумағындағы қоректену жиынтығы 3.326 м³/с деп бағаланды. ҚХР аумағынан келетін трансшекаралық ағынды (1.377 м³/с) ескергенде жалпы қоректену мөлшері 4.703 м³/с немесе тәулігіне 406.3 мың м³-ге жетеді. Жаркунак кен орнының бекітілген пайдалану қоры (В+С₁ санаттары бойынша тәулігіне 12 960 м³) есептелген табиғи ресурстардың небәрі 3.2%-ын құрайды, бұл алаптың айтарлықтай резерві бар екенін көрсетеді. Бекітілген қордың жылуэнергетикалық әлеуеті тәулігіне 3524.1 ГДж-ды құрайды, бұл 40.8 МВт орташа жылу қуатына, жылына 357.6 мың МВт·сағ өндіруге және 43.9 мың т шартты отынды алмастыруға сәйкес келеді. Ресурсты каскадты пайдалану бағыттары негізделіп, Жаркент ойпаңын игерудің екі перспективалы жобасы қарастырылған.

Библиографические ссылки

Kassem, M.A., & Moscariello, A. (2024). Advancing sus-tainable energy: A systematic review of geothermal-powered district heating and cooling networks. International Journal of Sustainable Energy, 43(1), 2417436. https://doi.org/10.1080/14786451.2024.2417436

Redouane, M. (2025). Overview of geothermal resource exploration and development in North Africa. Deep Underground Sci-ence and Engineering, 4(4), 673-685. https://doi.org/10.1002/dug2.70042

Jurilj, M., Pavičić, I., & Malvić, T. (2025). Reliability control of mapping dataset on small subsurface geothermal gradient, a case study in the Zagreb geothermal field, Croatia. Mining of Mineral Deposits, 19(2), 1-9. https://doi.org/10.33271/mining19.02.001

President of the Republic of Kazakhstan. (2023). On ap-proval of the Strategy for achieving carbon neutrality of the Republic of Kazakhstan until 2060 (Decree No. 121). https://old.adilet.zan.kz/rus/docs/U2300000121

Absametov, M., Vyalov, V., Adenova, D., & Baikadamova, A. (2025). Creation of a complex for the production of heat and electric power based on the geothermal waters of the Zharkent depression. Engineering Journal of Satbayev Uni-versity, 147(4), 37-42. https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i4.06

Baikadamova, A.M. (2024). The use of geothermal energy using the example of the Zharkent geothermal water deposit. Engineering Journal of Satbayev University, 146(4), 41-46. https://doi.org/10.51301/ejsu.2024.i4.06

Akhmedsafin, U.M., Shlygina, V.F., Shestakov, F.V., Mirlas, V.M., Malakhov, V.D., & Sydykov, O.Zh. (1980). The Ili ar-tesian basin. Nauka KazSSR.

Bondarenko, N.M., Kan, M.S., Mukhamedzhanov, S.M., Usmanova, T.D., & Puzyreva, V.A. (1988). Hydrogeother-mal resources of southern and northeastern Kazakhstan. Nauka KazSSR.

Zhevago, V.S. (1972). Geothermics and thermal waters of Kazakhstan. Nauka KazSSR.

Zhevago, V.S., Kan, M.S., Bondarenko, N.M., & Aleshchen-ko, G.R. (1976). Thermal regime and hydrothermal energy of the subsurface of southern Kazakhstan. Nauka KazSSR.

Kan, M.S. (1974). Hydrogeothermal conditions of the Kara-dala area in the Ili Basin. Problems of hydrogeology of Ka-zakhstan. Nauka.

Li, A.B. (1975). Tectonics and oil and gas prospects of southern Kazakhstan. Nauka KazSSR.

Mukhamedzhanov, S.M., Sydykov, Zh.S., Bondarenko, N.M., Kan, M.S., Aituarov, T.T., et al. (1990). Underground thermal waters of Kazakhstan.

Bondarenko, N.M., Zhevago, V.S., Kan, M.S., & Sydykov, Zh.S. (1981). Thermal anomalies of groundwater in Kazakh-stan. Nauka KazSSR.

Kalitov, D.K., Zavaley, V.A., Zhanabilov, S.S., et al. (2016). Prospecting and exploration works for geothermal ground-water at the Zharkunak site of the Zharkent Basin, Almaty Region, for the assessment of exploitable reserves of thermal groundwater for heat-and-power use (Programme 053; State Registration No. 2-14-053/POR-13/103). Unpublished report. Geoterm Production Company LLP.

Shpak, A.A., Melkanovitskiy, I.M., & Serezhnikov, A.I. (1992). Methods for studying and assessing geothermal re-sources. Nedra.

Scanlon, B.R., Healy, R.W., & Cook, P.G. (2002). Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater

recharge. Hydrogeology Journal, 10(1), 18-39. https://doi.org/10.1007/s10040-001-0176-2

Healy, R.W. (2010). Estimating groundwater recharge. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511780745

ST RK 452-2002. (2002). Natural mineral drinking waters, medicinal-table and medicinal waters: General technical specifications. Goss-tandart RK. https://new-shop.ksm.kz/catalog/document/938/

Kalitov, D.K. (Compiler). (2025). Programme for the devel-opment of Kazakhstan's geothermal resources as renewable energy sources. Satbayev University.

Aituarov, T.K., Kalitov, D.K., et al. (2010). Hydrogeological zoning of the territory of Kazakhstan.

Sydykov, O.Zh., et al. (1985). Report on the results of de-tailed hydrogeological observations in the Dardamtysai–Khasansai interfluve. Unpublished report.

Kozhagulova, A., Yapiyev, V., Karabayanova, L., Dillinger, A., Zavaley, V., Kalitova, A., Bayramov, E., Holbrook, J., Grasby, S.E., & Fustic, M. (2023). Geological controls on the geothermal system and hydrogeochemistry of the deep low-salinity Upper Cretaceous aquifers in the Zharkent (eastern Ily) Basin, south-eastern Kazakhstan. Frontiers in Earth Sci-ence, 11, 1212064. https://doi.org/10.3389/feart.2023.1212064

Kismelyeva, B., Kalitova, A., Kalitov, D., Zavaley, V., Auyelkhan, Y., Akpanbayev, R., Koizhaiganova, R., Kali-tov, M., & Atabekova, Z. (2026). Hydrogeochemical signa-ture of Cretaceous geothermal waters of the Zharkunak zone, Eastern Ili depression. Water, 18(7), 870. https://doi.org/10.3390/w18070870

Amralinova, B., Agaliyeva, B., Lozynskyi, V., Frolova, O., Rysbekov, K., Mataibaeva, I., & Mizernaya, M. (2023). Ra-re-metal mineralization in salt lakes and the linkage with composition of granites: Evidence from Burabay rock mass (Eastern Kazakhstan). Water, 15(7), 1386. https://doi.org/10.3390/w15071386

Bolson, N., Prieto, P., & Patzek, T. (2022). Capacity factors for electrical power generation from renewable and nonre-newable sources. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(52), e2205429119. https://doi.org/10.1073/pnas.2205429119

Bolinger, M., Millstein, D., Gorman, W., Dobson, P., & Jeong, S. (2023). Mind the gap: Comparing the net value of geothermal, wind, solar, and solar+storage in the Western United States. Renewable Energy, 205, 999-1009. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.02.023