Kızılcahamam-çamlıdere (ankara) dolayındaki sıcak ve mineralli suların hidrojeokimyasal ve izotopik incelemesi
Hydrogeochemical and isotopic investigation of thermal and mineralized waters in the vicinity of Kızılcahamam-Çamlıdere (Ankara)
Yazar: SUZAN PASVANOĞLU
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Kızılcahamam ve Çamlıdere jeotermal alanları, dağlık bir arazide, sıcak su sisteminin baskın  olduğu  ve  genellikle  yaygın  karasal  volkanizma  ile  ilişkili  jeotermal sistemlerden oluşur. Bu sistemlerdeki jeotermal sular derinlerdeki soğumamış magmatik kupol ve jeotermal gradyanla ısınarak süreksizliklerden  yüzeye ulaşmaktadır. Çalışma alanında Miyosen yaşlı Pazar Formasyonu ve Pliyosen yaşlı Sinap Formasyon birimleri geçirimsiz, volkanik kayaçların altındaki Mesozoyik yaşlı kireçtaşları, bazik plato tipindeki alt lavlar ve alüvyon birimleri geçirimli, ara lav olarak adlandırılan andezit, bazalt ve üst lavlar ise yarı geçirimlidir. Kızılcahamam sıcak ve mineralli sularının sıcaklıkları sondajlarda 42C ile 81C, Acısu Dere ve Seyhamam kaynaklarında ise 21C ile 43C arasında değişmektedir. Kızılcahamam sıcak ve mineralli sularının EC değerleri 1000 µS/cm ile 5043 µS/cm arasında olup, su tipleri  Na-HCO3-Cl ve Na-Ca-HCO3'tır. Çamlıdere sıcak ve mineralli suları Ahatlar ve Muzrupağacı'nda yapılan sondajlarda 27C ile 42C sıcaklıkta ve artezyen debileri ise 8 l/s ile 46 l/s arasındadır. Akışkanların EC değerleri  335 µS/cm ile 3550 µS/cm arasında olup, Kızılcahamam jeotermal sularından daha düşük değerlerdedir. Çamlıdere bölgesindeki sıcak ve mineralli sular Ca-Na-HCO3 ve Na-HCO3 tipindedir. Tüm sıcak ve mineralli suların hidrojeokimyasal evrimlerinde egemen tepkimeyi karbonat ve silikatların çözünürlüğü ile iyon değişimi oluşturmaktadır. İzotop verilerine göre, Kızılcahamam sıcak ve mineralli suları, Çamlıdere sularına göre daha derin ve daha uzun yeraltı dolaşım yoluna sahip, beslenme bölgesi 1965 m ile 2034 m kotları arasında değişen Işık Dağı ve Kızılcahamam'ın batısındaki Aluçdağı Tepesi'dir. Çamlıdere sıcak ve/veya mineralli sularının beslenme alanı yüksekliği ise 1494 m ile 1833 m arasında olup, Aluçdağı Tepe, Örenköyü kuzeyindeki Pınar Tepe, Aşağıovacık köyü KB'sındaki Erenler ile Dede Tepe ve Çamlıdere'nin batısındaki Pınar ve Mahya Tepesi bölgelerine karşılık gelmektedir.

Abstract:
Kızılcahamam and Çamlıdere geothermal fields are liquid-dominated system that have been developed in the rugged terrain, and usually consists of a geothermal systems that occur commonly associated with terrestrial volcanism. In these systems, geothermal waters are heating by an intrusive-cupola and geothermal gradient, followed by the waters rising to the surface along faults and fractures that act as hydrothermal conduits. In the study area, Miocene aged Pazar and Pliocene aged Sinap formation's sediment units are impermeable. Mesozoic aged limestone surfacing under the volcanic rocks, the lower lava in the basic plateau type and alluvial units are permeable. The andesite basaltic units identified as intermediate lava are evaluated as semi-permeable. The temperatures of the wells in the Kızılcahamam area varies between 42-81°C, whereas the temperature of thermal and mineralized water springs in the area between Acısu Dere and Seyhamam varies between 21-43C. Electrical conductivity values for thermal waters are between 1000 to 5043 µS/cm. Thermal waters in Kızılcahamam area are mainly Na-HCO3-Cl and Na-Ca-HCO3 type. As a result of drilling artesian wells, thermal water with a discharge of 8-46 l/s and with a temperature of 27-42ºC was produced in Ahatlar and Muzrupağacın area. The EC values range from 335-3550 µS/cm, and are lower than Kızılcahamam geothermal waters. The Çamlıdere water can be classified as Ca-Na-HCO3 and Na-HCO3 type. According to this, it is understood that carbonate dissolution, hydrolysis of silicates and ion exchange are the dominant water-rock interactions in the hydrogeochemical evolution of Kızılcahamam and Çamlıdere thermal waters. Comparing to Çamlıdere waters, isotopic composition reveals that thermal and mineralized waters of Kızılcahamam are characterized by groundwaters having long flow path which represent a deep circulation groundwaters flow system in the study area. Kızılcahamam thermal waters are recharged mainly from the highland parts of the Işık M. with elevations ranging between 1965-2034 m and from Aluçdağı M. west of Kızılcahamam. The height of recharge area of Çamlıdere thermal and/or mineral waters varies between 1494 -1833 m. It was found that they could be fed by rains falling on 1849 m height Aluçdağı H. in south east of Çamlıdere district center, and again from rains falling on a 1859 m height of Pınar H. north of Örenköy, Erenler and Dede H. north-west of Aşağıovacık village to the north-west of Çamlıdere, and also on the Hills of Pınar and Mahya to the west of Çamlıdere located outside of the study area.