Umurlu (Aydın) jeotermal sahası yer altı sularının hidrojeokimyasal incelemesi
Hydrogeochemical assessment of the groundwater of Umurlu (Aydin) geothermal field
Yazar: ENGİN BÜLBÜL
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeotermal enerji = Geothermal energy ; Jeotermal gradyan = Geothermal gradient

Özet:
Bu çalışmada, Umurlu (Aydın) jeotermal sahasında yer alan sıcak ve mineralli kaynak ve kuyu sularının hidrokimyasal ve izotopik özelliklerinden yararlanılarak bu suların kökeni, beslenim alanı, oluşum mekanizması, yer altı dolaşım süreçleri ve sahanın kavramsal hidrotermal modelinin oluşturulması amaçlanmıştır. Çalışma alanı, Aydın ilinin 10 km doğusunda bulunan Umurlu ilçesi sınırları içerisinde bulunmaktadır. Aydın-Umurlu jeotermal sahası ve civarında, en altta Paleozoyik yaşlı Menderes Masifi Metamorfikleri bulunmaktadır. Temel üzerine uyumsuz olarak gelen Neojen yaşlı çökeller Miyosen ve Pliyosen yaşlı birimlerden oluşmaktadır. En üstte ise Menderes Grabeni boyunca geniş yayılım gösteren Kuvaterner yaşlı birimler yer almaktadır. Menderes Masifi temel kayalarının kuzey-güney yönlü gerilmenin etkisiyle sürekli olarak yükselmesi sonucu Menderes Grabeni'nin kuzey kenarında doğu-batı yönlü biribirine paralel basamak faylar gelişmiştir. Bu basamak fay sistemi sahanın güneyinde alüvyon içinde de devam etmekte horst-graben yapısı oluşturmaktadır. İnceleme alanındaki D-B uzanımlı normal fayları kesen K-G, KB-GD ve KD-GB doğrultulu faylar jeotermal alanda önemli yapısal unsurlardır. Sahada Neojen kayaçların çakıltaşı seviyeleri I.rezervuarı oluşturmaktadır. Temeli oluşturan sert ve kırılgan litolojiler aktif graben tektonizması sonucunda ikincil geçirimlilik kazanmışlardır. Başlıca mermer, kalkşist ve kuvarsit ardalanmasından oluşan bu kayaçlar sahada II.rezervuarı oluşturur. İnceleme alanında rezervuarları biribirinden ayıran iki örtü kayaç topluluğu bulunmaktadır. Bunlar Neojen yaşlı kayaçların kumtaşı-kiltaşı-silttaşı ardalanması sunan litolojileri ile Menderes Masifi'nin şistleridir. Alanda açılmış olan derin jeotermal kuyuların rezervuar sıcaklıkları 149-155 ºC, debileri 15-50 l/s, özgül elektriksel iletkenlik değerleri ise 4300-5610 (µS/cm) arasındadır. İyon içeriklerine göre sıcak ve mineralli sular Na-HCO3, soğuk sular ise Ca-HCO3 ve Ca-Mg-HCO3'lı sular tipine girmektedir. İnceleme alanında silis jeotermometrelerinden kuvarsa dayalı olan eşitlikler 148 ile 166 °C arasında değişen rezervuar sıcaklıkları vermiştir. Bu sonuçlar sahada rezervuar sıcaklığını oluşturan 149-155 °C ile karşılaştırıldığında uyum içerisindedir. İnceleme alanı ve yakın çevresindeki jeotermal sahalardan yapılan izotop örneklemesi sonucunda artan sıcaklıkla birlikte ?18O zenginleşmesinin olduğu görülmüştür. Bu sahalardaki sıcak suların, yüksek Eİ, CI- ve düşük 3H değerine sahip olması, derin ve uzun süreli (55 yıldan fazla) yer altı dolaşımlı meteorik kökenli sular olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Determination of the recharge sources, occurrance mechanism, circulation processes and conceptual model with the help of the hydrogeochemical and isotopic characteristics of hot and mineral spring and well waters, located in the Geothermal Area of Umurlu (Aydın), is the aim in this study. The study area is located in Umurlu, 15 km to the east of Aydın town center. The metamorphics of the Menderes Massive, of Paleozoic age, are encountered at the base in the Aydın ? Umurlu Geothermal Field. The disconformitively overlaying Neogene series are basically formed of Pliocene and Miocene aged units. Quaterniary aged alluvial deposits, croping out widely through the Menderes Graben are located at the top. As the result of the North ? South extension and the continous elevation of the Menderes basement rocks, paralel step fault systems have occured at the northern bank of the Menderes Graben. This step fault also occurs at the southern bank, below the alluvial deposits, leading to the horst ? graben structure. The faults with N-S, NW-SE and NE-SW strikes which cut the E-W directioned normal faults of the graben system, are important structural elements of the geothermal area. The conglomerates of the Neogene series form the first reservoir in the area. Hard and compact lithologies of the basement rocks have gained a secondary porosity due to the active graben tectonism. These rocks constituing of marble, calc ? schist and quartzite sequence, form the second reservoir in the area.There are two cap rocks between the reservoirs seperating each from the other. These are the sandstone, claystone and mildstone lithologies of the Neogene series and the schist rocks of the Menderes Massive. Deep geothermal wells, drilled in the site, give 149 ? 155 °C of reservoir temperatures, 15 ? 50 l/sec of flow rates, 4300 ? 5610 µS/cm of specific electrical conductivities. According to the ion concentrations, hot and mineral waters are of Na ? HCO3, where as cold groundwaters are of Ca ? HCO3 and Ca ? Mg ? HCO3 type waters. Quartz geothermometer calculations give reservoir temperatures between 148 and 166 °C, which show conformity with the real temperatures of the present wells. Enrichment of ?18O is seen with the temperature increments, as the result of the isotope sampling in the exploration site and surrounding geothermal areas. High electrical conductivity, chloride and Tritium values of the geothermal waters of the area, indicate an origin of long and deep circulating (more than 55 years) meteoric origin waters.