Balçova jeotermal sisteminin hidrojeolojik modellemesi
Hydrogeological modeling of Balçova geothermal system
Yazar: MİNE ALACALI
Danışman: PROF. DR. NEVZAT ÖZGÜR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Alterasyon = Alteration ; Hidrojeokimya = Hydrogeochemistry ; Hidrojeoloji = Hydrogeology ; Jeotermal = Geothermal ; Modelleme = Modelling

Özet:
Balçova Jeotermal Sisteminde bulunan jeotermal suların hidrojeolojik, hidrojeokimyasal, izotop jeokimyasal özellikleri incelenmiş, sıcak sulara bağlı gelişen alterasyon zonları tespit edilmiştir. Elde edilen veriler değerlendirilerek sahanın hidrojeolojik modellemesi yapılmıştır.Çalışma alanı, Batı Anadolu Neotektoniği'nin etkisinde, K-G yönlü çekme kuvvetleri sonucu oluşan horst-graben yapılarının gözlendiği İzmir ili sınırları içerisindedir. Bölgede stratigrafik olarak Üst Kretase yaşlı İzmir Filişi, Miyosen yaşlı Yeniköy Formasyonu, Pliyosen yaşlı Cumaovası Volkanikleri ve Kuvaterner yaşlı yamaç molozu, alüvyon ve alüvyon yelpazesinden oluşan çökeller bulunmaktadır. Tüm bu birimlerin temelinde Menderes Masifi metamorfik kayaçlarının bulunduğu varsayılmaktadır. Birimler arasındaki geçişler uyumsuzdur. Çalışma alanına ait yapılan hidrojeolojik modellemede de görüleceği gibi, bölgede gerilme tektonizmasının bir sonucu olarak gelişen Agamemnon-1, Agamemnon-2 ve Agamemnon-3 Fayları ile birkaç muhtemel fay bulunmaktadır.İnceleme alanındaki sular Na-HCO3-Cl tipinde, sertlik açısından genellikle çok yumuşak (Fr0), yüksek sodyum içerikli tuzlu sular (C3-S4) sınıfındadır. İyon değişimine dayalı jeotermometre bağıntıları kullanılarak yapılan jeotermometre hesaplamalarına göre çalışma alanı için maksimum rezervuar sıcaklığı 272.60C olarak hesaplanmıştır. Belirlenen üç alterasyon zonu içerisinde en yaygın gözlenen alterasyon mineralleri kuvars, illit, siderit, ankerit, klinoklor ve albit şeklindedir.İzotop jeokimyasal parametreler ise ?18O ve ?D oranlarının kıtasal meteorik su çizgisi ile çakışmasından dolayı, çalışma alanındaki suların meteorik kökenli oldukları şeklinde yorumlanabilir. 3H değerleri 0.00-5.60 TU arasında değişim göstermektedir. Bu değerler çalışma alanında dolanımda olan sıcak suların genç sular olduğunu göstermektedir.Toksik elementler ve ağır metaller açısından sıcak su örneklerinde en yüksek arsenik değeri 0.19 mg/l (BD-11), en yüksek bor değeri ise 12.54 mg/l (BD-14) olarak ölçülmüştür.Doygunluk indeksi hesaplamalarına göre, çalışma alanından alınan örnekler genellikle kalsit, dolomit ve kuvars minerallerince doygun olduklarından, bu mineralleri çökeltici özelliktedirler. Bu da çalışma alanındaki jeotermal suların kabuklaşma sorunu yaratacağını işaret etmektedir.

Abstract:
The thermal waters of Balçova were investigated hydrogeologically, hydrogeochemically and isotope geochemically. In connection with these geothermal waters, the hydrothermal alteration zones were studied comprehensively. By the evaluation of the obtained data, the geothermal water system of Balçova has been modelled hydrogeologically.The study area is located within the boundary of İzmir city, where generally shows a horst-graben structure resulting from the N-S extensional forces due to the effect of West Anatolian Neotectonic. Stratigraphically, the study area consists of Upper Cretaceous İzmir Flysch, Yeniköy Formation in Miocene age, Cumaovası Volcanics in Pliocene age and Quaternary alluvium, alluvial fan and debris flows. It is assumed that the basement of all these is the metamorphics of Menderes Massif. There is unconformity between boundaries of these units. As determined, several faults in the study area have been formed as a result of the extension tectonics such as Agamemnon-1, Agamemnon-2 and Agamemnon-3 with some possible faults.Water type of the thermal field of Balçova can be considered as Na-HCO3-Cl type exchange waters, being very soft in hardness of (Fr0) and classified as C3-S4 type with high sodium containing saline water. By applying the geochemical thermometers to the samples, maximum reservoir temperature of 272.6 0C has been calculated. Most general alteration minerals determined regarding the 3 alteration zones are quartz, illite, siderite, ankerite, chlinochlor and albite.Isotopic parameters, ?18O ve ?D ratios, show that the origin of the fluid in the field is meteoric, since all has been plotted on the continental meteoric water line. 3H values of the samples range in between 0.00-5.60 TU. This indicates the waters circulating are young in age.By the means of toxic and heavy metal contents of the thermal waters, high As+3 and B+3 consentrations were measured as 0.19 mg/l (BD-11) and 12.54 mg/l (BD-14) respectively.Saturation index of minerals shows that the water samples originated from the geothermal field are oversaturated of calcite, dolomite and quartz minerals, thus these minerals have ability to precipitate which indicates the geothermal waters of the field have tendency to cause a scaling problem.