Tekman (Erzurum) yöresi jeotermal suların jeokimyası, aktif tektonik ve genç volkanitler ile ilişkisi
Geochemistry, active tectonic and relationship with young volcanics of Tekman (Erzurum) region geothermal waters
Yazar: DİLEK ÇAVUŞ
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH KAYGUSUZ
Gümüşhane Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Türkiye'deki jeotermal alanların dağılımı dikkate alındığında, jeotermal suların ana tektonik hatlar ve genç volkanikler
ile yakın ilişkide olduğu görülür. Doğu Anadolu Bölgesi çarpışmayla ilişkili volkanizmanın dünyada en iyi görüldüğü
alanlardan biri olup, bölgenin kuzeydoğusunda yer alan Erzurum-Kars platosunda, çarpışma kökenli volkanik aktivite
çok yaygın olarak gözlenir. Önerilen çalışma sahası gerek genç volkanitlerin ve aktif tektoniğin, gerekse de jeotermal
kaynakların yer aldığı alan olması nedeniyle çalışılması ilginç bölgelerden biridir. Bu çalışma kapsamında, Tekman
(Erzurum) yöresinde yer alan jeotermal suların izotop jeokimyası belirlenecek, alanda yüzeyleme veren genç
volkanitlerin jeokimyasal ve petrolojik özellikleri ortaya konacak ve jeotermal sistemler, tektonik ve volkanikler
arasındaki ilişkiler araştırılacaktır. Önerilen çalışma sahası Erzurum F31 paftasının güneybatı kesimini kapsayan
yaklaşık 30 km2'lik bir alandan oluşur. Tekman yöresi sıcak su kaynaklarından toplam dört lokasyonda polyetelin
şişelerle su örnekleri alınacak, örneklerin anyon, katyon ve eser element analizleri ile izotop analizleri (δ18O ve δ 2H
izotop analizleri) yaptırılacak ve suların sınıflandırılmaları ve birbirleriyle olan ilişkileri belirlenerek kökenlerine ışık
tutulacaktır. Bunlara ilaveten, proje alanında yer alan genç yaştaki volkanik kayaç örneklerinin petrografik özellikleri
incelenerek, mineral kimyası analizleri ile birlikte magmatik gelişime ışık tutulacaktır. Volkanitlerin ana, iz ve nadir
toprak element analizleri yaptırılacak, petrokimyasal, magma-tektonik özellikleri belirlenecek ve volkanitleri oluşturan
magmanın kökeni ve gelişimi (fraksiyonel kristallenme+magma karışımı+kontaminasyon gibi) modellenecektir.
Ayrıca, Tekman yöresinde jeotermal alanlarda bölgesel olarak yeralan ısı akışı anomalisi, tektonik ve volkanizma
ilişkileri göz önünde bulundurularak değerlendirilecektir.

Abstract:
This study investigates the hydrogeochemical and isotopic characteristics of geothermal, cold spring (fountain), and surface (stream) waters in Yiğitler Village (Tekman district) and Çimenözü Village (Çat district) within the Erzurum province. 
The study area, encompassing geothermal fields in both regions, exhibits widespread exposures of volcanic, plutonic, and sedimentary rocks dating back to the Paleozoic to Pliocene periods. These hot water sources are influenced by tectonic and volcanic activity, surfacing through secondary shear faults that parallel the dominant NE-SW trending strike-slip faults.
Geothermal waters in Yiğitler and Çimenözü display distinct characteristics: temperatures range from 43-49 °C and 45-54 °C, respectively; pH values fall within 7.03-8.33 and 8.2-8.69; and electrical conductivity (EC) values vary between 950-1550 and 925-1415 µS/cm. Chemically, both regions exhibit Ca-Mg-Na-HCO3-SO4 water types. Schoeller diagrams indicate a similar origin for the geothermal waters in both areas. Alpha activity ranges from 0.241-0.249 Bq/l and 0.193-0.406 Bq/l, while beta activity varies between 0.336-0.444 Bq/l and 0.426-0.723 Bq/l. Tritium (³H) isotope concentrations in the geothermal waters are low (0.32 Bq/l to 0.63-0.93 Bq/l), suggesting long-term deep circulation and rock-water interactions. Silica geothermometer calculations estimate reservoir temperatures between 55-141 °C and 62-168 °C in both regions.
Major ion, trace element, and pollution analysis results for the geothermal waters comply with relevant regulations. However, compared to other geothermal waters in the Erzurum region, the Yiğitler and Çimenözü waters exhibit lower HCO3 concentrations and higher levels of Fe, Mn, and Al.

Keywords: Çimenözü and Yiğitler (Erzurum), Hydrogeochemistry, Geothermal waters, Cold spring and surface waters, Tritium isotopes