Efteni bölgesi (Düzce) sıcak ve mieralli su kaynaklarının hidrojeokimyasal incelemesi
Hydrogeochemical investigation of thermal and mineral springs of Efteni area (Düzce)
Yazar: HÜSEYİN KARAKUŞ
Danışman: PROF.DR. ŞAKİR ŞİMŞEK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Efteni jeotermal alanı Düzce ili güneyinde yer almaktadır. Göreceli olarak düşük sıcaklığa sahip termal kaynakların (22-43 °C) yüzeye çıkışları aktif Kuzey Anadolu Fayı'nın (KAF) parçası olan Düzce Fayı ve onun segmentleri üzerinden olmaktadır. Bölgede temel kayaç çoğunlukla metagranit, amfibolit ve gnaystan oluşan Yedigöller Formasyonu'dur. Sedimanter ve karbonatlı kayaçlardan oluşan Paleozoyik yaşlı formasyonlar inceleme alanının güneyinde taban kayaç üzerine uyumsuz olarak gelmektedir. Ultramafitlerden oluşan Alt Kretase yaşlı Almacık Ofiyolit Melanjı ve Üst Kretase yaşlı Akveren Formasyonu, Eosen yaşlı Yığılca Üyesi ve Çaycuma Formasyonu üzerine bindirme ile yerleşmişlerdir. Pekişmemiş Pliyo-Kuvaterner yaşlı Karapürçek Formasyonu ve Kuvaterner yaşlı alüvyon ise daha eski formasyonları uyumsuz bir şekilde örtmektedir. inceleme alanındaki ana yapısal oluşum ise Kuzey Anadolu Fayının kuzey kolu olan D-B yönlü Düzce Fayı ve onun segmentleridir. Bu fay aynı zamanda inceleme alanının deformasyonu ve morfolojik gelişiminde de önemli rol oynamaktadır. Daha çok inceleme alanın yüksek kesimlerinde yer alan granitik temel, volkanik ve ultramafik kayaçların birincil geçirimlikleri düşük olup aktif tektonizma nedeniyle kırık ve çatlak sistemlerinin gelişimi bu birimlere ikincil geçirimlilik kazandırmıştır. inceleme alanındaki termal kaynakların çoğunluğu Na-HC03 tipindedir. Efteni, Arıkovanı ve Gözsuyu kaynakları hidrokimyasal özellikleri bakımından benzer bir akiferi temsi^etmektedirler. DerdJn ve Şimşirdik kaynakları Jse fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından Efteni kaynaklarından farklı özellikler taşımaktadırlar. Efteni jeotermal alanının rezervuar sıcaklığı kalsedon formuna dayalı jeotermometreler ile 90-130 °C aralığında hesaplanmıştır. Silikat (albit, mikroklin, sanidin), kalsedon ve kuvars minerallerinin Efteni kaynağı için oluşturulan mineral doygunluk diyagramında 90-125 °C sıcaklık aralığında denge doğrusunu kesmeleriEfteni jeotermal alanında akifer kayacın magmatik ve/veya volkanik kökenli olduğu hakkında fikir vermektedir. İnceleme alanındaki termal kaynakların yerel meteorik su doğrusu üzerinde yeralmaları meteorik kökene işaret etmektedir. Termal kaynakların beslenme alanı yükseltileri soğuk su kaynaklarının yükseklik- duraylı izotop içeriği ilişkisi ile belirlenmiştir. Bu ilişkiye göre, Efteni Kaynağı zirve yüksekliği 1 500-1 800m arasında değişen Almacık Dağı'nın yüksek kesimlerine düşen yağışlardan beslenmektedir. Efteni kaynağının düşük trityum içeriği, inceleme alanındaki sıcak su akiferinin derin dolaşımlı yeraltısuyu sistemini temsil eden, göreceli olarak uzun geçiş süresine (>55 yıl) sahip yeraltısular tarafından beslendiğine işaret etmektedir.Anahtar Kelimeler: Sıcak ve mineralli su, jeotermal, Efteni, Düzce, KAF

Abstract:
Efteni geothermal area is located on the southwest of Düzce province, NW Turkey. Surface manifestations of relatively low temperatured springs (22-43 °C) emerge on Düzce fault and its segments which is a part of the active northern branch of North Anatolian Fault (NAF). Basement rock in the region is Precambrian Yedigoller Formation which is mainly comprised from metagranite, amphibolite and gneiss. Paleozoic formations consist of sedimentary and calcareous rocks that unconformably overlie the basement at south of the study area. Lower Cretaceous Almacik Ophiolite Melange is mainly ultramafic rocks and Upper Cretaceous Akveren Formation overthrusted to Eocene aged Yığılca and Çaycuma formations. Unconsolidated Plioquaternary Karapurcek Formation and Quaternary alluvium unconformably overlie older formations. Major structural features in the study area are E-W trending Northern segment (Düzce Fault) of North Anatolian Fault which crosses almost the whole northern part of Turkey and its segments. This fault also plays important role on the deformation and morphological progress of the study area. Granitic basement, volcanic and ultramafic rocks which crop out mainly at the highlands of the area have low primary permeability. However, active tectonism caused the development of joint and fracture systems and enhancement of secondary permeability to the rocks. The majority of thermal springs are Na-HC03 type waters. Hydrochemical features of Efteni, Arıkovanı and Gözsuyu springs represent a similar aquifer origin. Derdin and Simsirlik springs distinguish from Efteni spa springs regarding chemical, physical features Reservoir temperature of Efteni geothermal area estimated as 90-130 °C based on chalcedony geothermometers. Mineral saturation curves constructed for Efteni spring, intersect at Sl=0 for the temperature interval 90-125 °C for silicate mineral assemblage (albite, microcline, sanidine), chalcedony and quartz. These mineral assemblages give an opinion regarding the lithology of reservoir rock/rocks of Efteni geothermal area are of magmatic and/or volcanic origin. Thermal waters of the study area are closed to LMWL and this suggests that geothermal waters are meteoric in origin. Recharge areas of thermal springs are estimated via stable isotopic composition-altitude relationship of cold water springs. Average recharge area altitudes calculated from 180-Altitude and 2H-Altitude relationships reveal that Efteni spring is recharged mainly from the highland parts of the Almacik mount with peak elevations ranging between 1500-1800 m. Low tritium content of Efteni spring shows that the thermal aquifer of Efteni geothermal area is recharged by groundwater having relatively long residence time (>55 years) which represents a deep circulation groundwater flow system in the study area.Keywords: Hot and mineral water, geothermal, Efteni, Düzce, NAF