Sıcak ve mineralli su kaynakları ile yüzey sularının karışım modellerinin hidrojeokimyasal yöntemlerle irdelenmesi
Research of mixing models of hot and mineral waters with surface waters by hydrogeochemical methods
Yazar: ÖZGE CAN ATAŞ
Danışman: PROF. DR. SELÇUK TOKEL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Hidrojeokimya = Hydrogeochemistry ; Jeotermometre = Geothermometer

Özet:
Bu çalışma, İzlanda'nın kuzeyindeki Tröllaskagi bölgesine ait sıcak vemineralli sular ile yüzey sularının hidrojeokimyasal ve izotopik verileriniyorumlayarak sonuçlarını değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bölgenin çeşitlinoktalarından (sıcak su sondajı, akarsu, kaynak alanları) alınmış sıcak ve soğuk sunumunelerinin 28 tanesinin kimyasal analizi ile 175 tanesinin duraylı izotop (?18O,?D) analiz sonuçları derlenerek çeşitli diyagramlarda gösterilmiştir. Bu sular çeşitlidiyagramlarla sınıflandırılmış, jeotermometreler yardımıyla rezervuar sıcaklıklarıdeğerlendirilmiş, karışım prosesleri incelenmiş ve izotop verilerine dayanarak sularınkaynağı ve hareket yönü tayin edilmiştir. Üçgen diyagramlara aktarılan verilersonucunda Yüksek Cl bileşimli Hrísey, üçgen diyagramın doygun sular bölgesine,kaynak ve akarsulardan alınan numuneler, yüzey suları (peripheral waters)bölgesine, geriye kalan çeşitli sondajlardan alınmış sıcak sular ise doygun bölgeyeyakın volkanik ve yüzey suları alanının ortasında yüzeylenmiş şekildegözlenmektedir. Ayrıca üçgen diyagramlar tüm bu suların yaşlı sistemleri katederekyüzeylendiklerinide göstermektedir. Watch programı kullanılarak suların mineraldoygunluk indeksleri hesaplanmış ve jeotermal suların çoğu, bazı mineralleraçısından dengelenmiş görünmektedir. Bölgeye ait hazne kaya sıcaklık hesaplamalarıbölgedeki yüksek pH a sahip sular için daha doğru sonuç veren kalsedonjeotermometre kullanılarak ortalama 42-103°C aralığında hesaplanmıştır. Silikaentalpikarışım modeli jeotermal suların karışmadığını ve yüzey altı sıcaklıklarının50 ve 143°C arasında değiştiğini göstermektedir. İkili nokta diyagramları (Cl-B, Cl-?D..) ve Schoeller diyagramı, deniz suyuyla karışmış görünen Hrísey suları hariç,karışım olmadığını göstermektedir. Bu araştırma alanında, yeraltı sularının kaynak vehareketini izlemek ve tayin etmek üzere kararlı ?18O ve ?D izotopları kullanılmış veayrıca ArcGIS bigisayar programıyla numunelerin koordinatları belirlenerek Surferprogramı ile de bölgenin eş Oksijen-18 (?18O) kontur haritası çizilmiştir. Tröllaskagibölgesindeki termal sular bölgesel yağıştan ve bazı hallerde bugün, İzlanda'dakiherhangi bir yağıştan daha fazla tükenmişlerdir (daha negatif). Tröllaskagiyarımadasında bulunan termal suların izotopik değerleri, farklı alanlar için farklı birkaynaktan olduklarını düşündürmektedir. İzotoplar kullanılarak, Siglufjördur veÓlafsfjördur'daki termal suların kaynaklarını, termal alanların güneyindeki dağlıkbölgeye doğru izlemek mümkündür, oysa Dalvik'teki ve daha güneydeki termalsular, bugün Tröllaskagi yarımadasındaki herhangi bir yağıştan daha fazlatükenmişlerdir.Anahtar kelimeler: İzlanda, hidrojeokimya, izotop, karışım modeli, jeotermometre

Abstract:
The objective of this study is to compile all existing geochemical andisotopic data of the waters in the Tröllaskagi area, N-Iceland. The waters wereclassified, reservoir temperatures were evaluated, mixing processes were studied andthe origin and movement of the waters were determined. From the ternary plots, thewaters can be classified as cold groundwaters, volcanic waters and a combination ofthe two, with the exception of Hrísey which plots close to mature waters. The plotsalso suggest that all waters originate from old systems. Most of the geothermalwaters seem to have equilibrated with respect to specific minerals. Subsurfacetemperature prediction, using the chalcedony geothermometer with correction fordissociated silicic acid, is in the range 42-103°C. The chalcedony mixing modelshows that the geothermal waters are not mixed and their subsurface temperaturesrange from 50 to 143°C. Both the binary plots and the Schoeller diagram suggest theabsence of mixing except for the Hrísey waters, which seem to have mixed with seawater. Stable isotopes of ?18O and ?D have been used in the study area to trace anddetermine the origin and movement of groundwater. The thermal waters in theTröllaskagi area are more depleted than the local precipitation and in some casesmore depleted than any precipitation on Iceland today. The isotopic values of thethermal waters found within the Tröllaskagi peninsula suggest a different origin forthe different sites. It is possible to trace the origins of the thermal waters inSiglufjördur and Ólafsfjördur to the mountainous areas south of the thermal sitesusing isotopes, whereas the thermal waters in Dalvík and points further to the southare more depleted than any precipitation on the Tröllaskagi peninsula today.Key words: Iceland, hydrogeochemistry, isotope, mixing model, geothermometry