Pamukören – Kuyucak (Aydın) jeotermal sahasının jeolojik ve jeokimyasal olarak değerlendirilmesi
Geological and geochemical evaluation of the geothermal field of The Pamukören – Kuyucak (Aydin)
Yazar: BERK UZUN
Danışman: PROF. DR. HAKAN HOŞGÖRMEZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Jeokimya = Geochemistry ; Jeokimyasal analiz = Geochemical analysis ; Jeokimyasal özellikler = Geochemical features ; Jeoloji = Geology ; Jeolojik inceleme = Geological survey ; Jeotermal alanlar = Geothermal fields ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Batı Anadolu K-G yönünde genişleyen, sismik yönden aktif bir bölgedir (Dewey and Şengör 1979, Şengör 1987). Bu genişleme etkisinde Batı Anadolu'da normal faylarla sınırlandırılmış D-B uzanımlı grabenler oluşmuştur. Son yıllarda jeotermal kaynak aramacılığının hızla gelişim gösterdiği Büyük Menderes Grabeni bu çöküntü alanlarından en önemlilerinden biridir. Büyük Menderes Grabeni'nin orta-doğusunda konumlanan Pamukören (Aydın) Jeotermal Sahası'nın temel kayaç birimlerini Menderes Masifi'ne ait metamorfik kayaçlar oluşturmaktadır. Temelde yer alan metamorfikler bölgenin aktif tektonizması nedeniyle oluşan faylanmalarla ikincil gözeneklilik kazanmış, genel olarak mermer, kalk şist ve dolomitik mermerlerin fay ve kırık zonlarında jeotermal rezervuarlar gelişmiştir. Çeşitli şistler ve Pliyosen – Pliyokuvaterner çökeller ise jeotermal sistemin örtü kayaç özelliği göstermektedir. Çalışma alanında açılan kuyuların kuyu logları ve yapılan saha jeoloji çalışması verilerine göre sahanın jeolojik istifi yüzeyde allokton gnays birimi örten 25 – 50 metre kalınlıkta güncel alüvyon birimi, alüvyon biriminin altında paleozoyik yaşlı kuzeyden güneye doğru yaklaşık 3 kilometrelik bir mesafede 200 metre kalınlıktan 500 metre kalınlığa çıkan allokton gnays birimi yer almaktadır. Jeotermal rezervuarın örtü kayaları özelliğindeki şistler stratigrafik istifte alloktan gnaysın altında olup kuyularda 800 – 1200 metre kalınlıkta kesilmektedir. Kalın şist serisi, oluşturulan kuyu logları incelendiğinde çoğunlukla muskovit şist, kuvars şist, klorit şist, kuvars-klorit şist, kalk şist, kuvarsit mermer olarak değişik kalınlıklarda litolojilerden meydana geldiği görülmektedir. Bu şistler çalışma alanında faylanmalarla da birlikte birbirleriyle yanal ve düşey yönde geçişlidir. Sondajlar sırasında jeotermal rezervuarı işaret eden kısmi ve tam kaçakların tümü şist serisi içerisinde kalk şist - mermer ardalanmalarında gerçekleştirmektedir. 
Çalışma alanının da içerisinde yer aldığı Büyük Menderes Grabeni'ni oluşturan D-B yönlü normal faylar Erken – Orta miyosen yaşlı olup, daha genç dönemlerde graben açılmaya devam etmiş ve basamak fayları gelişmiştir. Bölgedeki K-G yönlü doğrultu atımlı faylar miyosen öncesi sıkışma döneminde gelişip grabenin açılmaya başlamasıyla tekrar aktiflik kazanmışlardır ve jeotermal sistemin gelişmesinde önemli rol oynamışlardır. İyi boylanmamış, polijenetik ve zayıf tutturulmuş, iri taneli konglomeralardan oluşan Kestel Formasyonu Menderes Masifi'nin yükselmesiyle yükselmiş ve D-B normal fayların önünde devrilmiştir. Bu özelliğiyle D-B fayların belirlenmesinde yardımcı olmaktadır. 
Yapılan su kimyası çalışmalarında jeotermometre yöntemiyle rezervuar sıcaklıkları hesaplanmıştır. Katyon jeotermometrelerinde (Na-K-Ca) 201 – 210 °C rezervuar sıcaklığı ölçülmüştür. Bu sıcaklıkların akış testlerinde ölçülen kuyu içi ve akışkan sıcaklıklarıyla uyumlu olduğu görülmektedir. Piper ve Scholler diyagramlarının yorumlanması ile kuyularından alınan tüm akışkanlarda hakim katyon Na iken, hakim anyon HCO3 ise olup bu sular NaHCO3 su tipindedir. Duraylı oksijen-18 (δ18O) ve döteryum (δ2H) izotop analizleri incelendiğinde jeotermal sistemin meteorik sulardan beslendiğini görülmektedir. Sıcak suların trityum ölçümlerine bakıldığında, TU değerleri sıfıra yakın olup, Eİ değerlerinin yüksek olması bu suların derin dolaşımlı sular sınıfında olduğu göstermektedir. Kuyuların göreceli olarak uzun süreli (yer altı dolaşım süresi 50 yıldan fazla) geçiş zamanına sahip yeraltısuları yaşlı sular sınıfındadır.

Abstract:
Western Anatolia is a seismically active region expanding in the N-S direction (Dewey and Şengör 1979, Şengör 1987). Under the effect of extensional tectonics E-W trending grabens were formed in Western Anatolia. Büyük Menderes Graben is one of the most important of these grabens which geothermal resource exploration has developed rapidly in recent years. The metamorphic rocks of the Menderes Massif are the basement rock units of Pamukören (Aydın) Geothermal Field where located in the middle-east of Büyük Menderes Graben. The basement metamorphic rocks have gained secondary porosity by faulting due to active tectonism of the region, and in general, geothermal reservoirs have developed in fault and fracture zones of marble, calc schist and dolomitic marbles. Various schists and Pliocene - Pliocene Quaternary deposits exhibit cover rocks characteristics of geothermal system. According to the well logs of the wells drilled in the study area and field geology work reports on the surface 25-50 meters thickness of alluvium covers the allochthonous gneiss. Thickness of Allochthonous gneiss unit is increased from 200 meters to 500 meters at a distance of 3 kilometers from north to south. The schists, which cover the geothermal reservoir, are under the allochthonous gneiss in the stratigraphic sequence and are cut in the wells about 800 - 1200 meters thickness. Schist series are composed of different thicknesses of muscovite schist, quartz schist, chlorite schist, quartz-chlorite schist, calc schist and quartzite lithologies. These schists are transverse to each other laterally and vertically with faulting in the study area. During the drillings all of the partial and total mud losses, pointing to the geothermal reservoir, occur in calc schist - marble intercalations. E-W trending normal faults of the Büyük Menderes Graben are Early - Middle Miocene aged. Under the extensional tectonic regime graben continued to extent in younger periods and step faults developed. Under the compressional tectonic ragime formed, pre-miocene aged N-S tranding strike-slip faults are re-activated by the extension of the graben and played an important role in the development of geothermal system. Kestel Formation is consist of unsorted, polygenetic weakly lithified boulder-block coarse grained conglomerates. These conglomerates have been uplifted, dissected and back-tilted in the footwall block of the northern margin-boundin faults. Reservoir temperatures were calculated by geothermometer method in water chemistry studies. Cation geothermometers (Na-K-Ca) gives reservoir temperatures between 201 - 210 ° C which shows comformity with the temperatures were measures during short term flow tests. With the interpretation of the Piper and Schoeller diagrams, the dominant cation is Na while the dominant anion is HCO3, and water typeis NaHCO3. Stable oxygen-18 (δ18O) and deuterium (δ2H) isotope analyzes show that the geothermal system is fed from meteoric waters. When the tritium measurements of hot waters are considered, TU values are close to zero and high EI values indicate that these waters are in deep circulating water class. 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.