Caratterizzazione geofisica del sistema idrotermale di Acqui Terme (AL)

Abstract

L’obiettivo della tesi è la caratterizzazione e la modellazione termo-idraulica del sistema idrotermale di Acqui Terme attraverso l’integrazione di dati geofisici, geologico-stratigrafici, termici e gravimetrici. L’analisi dei dati ha migliorato la comprensione dei processi che regolano la circolazione dei fluidi nel sottosuolo e ha proposto una nuova interpretazione delle potenzialità geotermiche dell’area. Il sistema idrotermale è situato nel settore sud-orientale del Piemonte, nel Bacino Terziario Piemontese. L’analisi dei log di temperatura nei pozzi ha evidenziato un’anomalia termica tra Acqui Terme e Visone, con gradienti superiori a 200 °C/km, più elevati rispetto a quelli osservati nelle aree circostanti. Dal punto di vista geologico, il sistema è costituito da un basamento cristallino pre-oligocenico appartenente alle Alpi Occidentali, caratterizzato da intensa fratturazione e quindi da permeabilità secondaria, e da una copertura sedimentaria poco permeabile composta principalmente da marne del Bacino Terziario Piemontese. Il basamento fratturato favorisce l’infiltrazione delle acque meteoriche e rappresenta l’area di ricarica del sistema, mentre alcune faglie consentono la risalita dei fluidi verso la superficie. Un rilievo gravimetrico ha fornito informazioni sulla profondità del basamento metamorfico, sede della circolazione idrotermale. L’interpretazione dei dati suggerisce la presenza di una struttura di tipo horst in corrispondenza di Acqui Terme, compresa tra due graben. L’integrazione dei dati geologici, gravimetrici e sismici ha permesso di costruire un modello geologico bidimensionale lungo una sezione nord-sud di circa 30 km. Il modello è stato utilizzato per una simulazione termo-idraulica mediante elementi finiti. I risultati indicano che l’acqua si infiltra nell’area di ricarica a sud, circola fino a 3–5 km dove si riscalda e risale verso la superficie nella zona più permeabile sotto Acqui Terme, spiegando l’anomalia termica osservata.

The aim of this thesis is the characterization and thermo-hydraulic modeling of the Acqui Terme hydrothermal system through the integration of geophysical, geological-stratigraphic, thermal, and gravimetric data. The analysis of these data improved the understanding of the processes controlling subsurface fluid circulation and proposed a new interpretation of the geothermal potential of the area. The hydrothermal system is located in the southeastern sector of Piedmont, within the Tertiary Piedmont Basin. The analysis of temperature logs from wells revealed a thermal anomaly between Acqui Terme and Visone, with geothermal gradients exceeding 200 °C/km, higher than those observed in surrounding areas. From a geological perspective, the system consists of a pre-Oligocene crystalline basement belonging to the Western Alps, characterized by intense fracturing and therefore by secondary permeability, and a low-permeability sedimentary cover mainly composed of marls of the Tertiary Piedmont Basin. The fractured basement promotes meteoric water infiltration and represents the recharge area of the system, while some faults allow thermal fluids to rise toward the surface. A gravimetric survey provided information on the depth of the metamorphic basement, interpreted as the main site of hydrothermal circulation. The interpretation of the data suggests the presence of a horst structure beneath Acqui Terme, located between two grabens. The integration of geological, gravimetric, and seismic data allowed the construction of a two-dimensional geological model along a north–south section about 30 km long. The model was used to perform a thermo-hydraulic simulation using the finite element method. The results indicate that water infiltrates in the recharge area to the south, circulates for 3–5 km where it is heated, and rises toward the surface in the more permeable zone beneath Acqui Terme, explaining the observed thermal anomaly.