Malıköy (Polatlı-Ankara) sıcak ve mineralli sularının hidrojeokimyasal incelenmesi
Hydrogeochemical investigation of thermal and mineral waters of maliköy (Polatli-Ankara)
Yazar: BURCU KOCADERE
Danışman: PROF. DR. ŞAKİR ŞİMŞEK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Hacettepe Üniversitesi = Hacettepe University

Özet:
Bu çalışmada Ankara ilinin 45 km güneybatısında, Polatlı ilçesi sınırları içinde yer alan Malıköy sıcak ve mineralli suların kökeninin ve soğuk su kaynakları ile olan ilişkilerinin aydınlatılması, kimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve içinde yeraldığı jeotermal sistemin açıklanması amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında jeoloji, hidrojeoloji, su kimyası ve izotop hidrolojisi çalışmaları yapılmış, 1/50.000 ölçekli jeoloji, hidrojeoloji haritaları ve kesitleri hazırlanmıştır. Çalışmalar sonunda elde edilen veriler ışığında sahanın hidrotermal modeli oluşturulmuştur.İnceleme alanının temel kayacını Paleozoyik yaşlı Karakaya Formasyonu olarak adlandırılan metamorfik şist ve kuvarsitler oluşturmaktadır. Bunun üzerinde uyumsuz olarak gelen Mesozoyik yaşlı birimler, Üst-Jura yaşlı Bilecik Kireçtaşları ve Üst Kretase yaşlı kumtaşı, kireçtaşı ve killi kumlu kireçtaşlarıyla temsil edilen Kapıkaya Formasyonudur. Bu birimler üzerinde uyumsuz seri şeklinde kumtaşı, marn, silt, killi kumlu kireçtaşından oluşan Paleosen yaşlı Çaldağ Formasyonu ve Eosen yaşlı volkanik birimler yer almaktadır. Bunun üzerinde ise uyumsuz seri şeklinde görülen Miyosen yaşlı Hançili Formasyonu, Pliyosen yaşlı Bozkır Formasyonu ve Kuvaterner alüvyonları yer almaktadır. Miyosen göl çökelleri Hançili Formasyonu ile temsil edilir ve killi kireçtaşı, çakıltaşı, tüfit ardalanmasından oluşur. Bölgede yer alan sıcak sular fayların yoğun olarak birbirini kestiği noktalardan çıkış yapmaktadır.İnceleme alanında temel kaya olan metamorfik şist ve kuvarsit biriminin faylı, kırıklı ve çatlaklı zonları ikincil geçirimlilik kazandırmış olup kısmen su taşıma özelliğine sahiptir. Bunun yanında ana akifer birimini temel kaya üzerinde yer alan Jura yaşlı karstik kireçtaşları oluşturmaktadır. Kapıkaya, Çaldağ, Hançili, Bozkır Formasyonları ise örtü kayaç niteliğindedir. Ankara Çayı yatağındaki alüvyonlar soğuk su akiferi özelliği göstermektedir.Çalışma sahasındaki sıcak ve mineralli suların kökeni iki farklı grubu temsil etmektedir. Malıköy Ilıcapınar kaynakları Na-HCO3 `lü sular, Girmeç sıcak su kaynağı ise Na-HCO3-SO4'lü sular sınıfında yer almaktadır.Malıköy Ilıcapınar jeotermal alanının rezervuar sıcaklığı silis jeotermometre eşitlikleri kullanılarak 34-67oC aralığında hesaplanmıştır.Yapılan doygunluk hesaplamalarında özellikle sıcak suların kuvars, kalsit, aragonit ve dolomite doygun oldukları, sıcak ve soğuk su kaynaklarının jips, anhidrit gibi sülfatlı mineraller ile halite doygun olmadıkları belirlenmiştir.Ilıcapınar 1, Ilıcapınar 2 kaynakları oldukça yüksek klorür ve düşük 3H değerleri içerir, dolayısıyla Ilıcapınar sıcak su kaynakları uzun süreli geçiş zamanına sahip yeraltısuları ile beslenmektedir. Girmeç sıcak su kaynağı düşük 3H değerine sahip olmasına rağmen Cl- değeri Ilıcapınar kaynaklarından daha düşüktür. Bölgede yer alan bu sıcak su kaynakları derin dolaşımı temsil etmektedir.İzotop analizleri sonucu elde edilen veriler ışığında sıcak su kaynakları için oluşturulan ? 18O- ? 2H grafiğinde, Girmeç sıcak su kaynağı, Ilıcapınar 1 ve Ilıcapınar 2 kaynaklarının meteorik kökenli yağışlardan beslendiği görülmektedir.Oluşturulan hidrotermal modele göre; bölgede yer alan sıcak ve mineralli su kaynakları, meteorik kökenli suların kırık çatlak ve fay zonları boyunca birimlerden yeraltına süzülmesi, jeotermal gradyan etkisi ile ısınması, geçirimli sıcak su akiferinde depolanması ve yine fay zonlarından yüzeye çıkışı ile oluşmaktadır.

Abstract:
This study aims at defining chemical characteristics, explaining the geothermal system and clarifying the origin of the hot and mineral water and their relationship to the cold water springs of Malıköy, situated within the boundaries of Polatlı, 45 km. southwest of Ankara. In this study geology, hydrogeology, water chemistry and isotope hydrology studies have been carried out and 1/50.0000 scale of geology, hydrogeology cross sections and maps were prepared. A hydrothermal model of the area proposed as a result of the data gathered at during the study.The oldest formation of the investigation area consists of metamorphics (schist and quartzite) which are also named as Paleozoic aged Karakaya Formation. Unconformably overlying this formation are Mesozoic aged formations, Upper-Jurassic aged Bilecik limestone and Upper Cretaceous aged sandstone, limestone, and clayey sandy limestone which is also known as Kapıkaya Formation. Also, unconformably overlying these formations are Paleocene aged Çaldağ Formation that consists of sandstones, marl, silt, clayey sandy limestone and Eocene aged volcanic formation. Similarly, Miocene aged Hançili Formation, Pliocene aged Bozkır Formation and Quaternary alluviums are unconformably overlying these formations as well. Miocene lake deposits are represented by Hançili Formation and made up of clayey limestone, gravelstone and tuff. The hot springs in the region are located on intersections of faults.In the investigation area, as a result of the fractures and fault zones, the oldest formation which is metamorphic schist and quartzite formations have gained a secondary permeablite. It beams water if local importance. Howewer, the main aquifer formation is made up of Jurassic aged karstic limestone. Kapıkaya, Çaldağ, Hançili, Bozkır formations are the overlay rock. The alluviums in Anakara Stream exhibit cold water aquifer features.The hot and mineral water origins represent two different groups in the investigation area. Malıköy-Ilıcapınar springs are grouped under Na-HCO3 waters, and Girmeç hot water springs are grouped under Na-HCO3-SO4.According to the saturation calculations, it was found out that especially hot water springs are saturated with respect to quartz, calcite, aragonite and dolomite. Hot and cold water springs are not saturated with respect to sulphate minerals such as gypsum and anhydrite.Ilıcapınar 1, Ilıcapınar 2 springs are fed with underground waters that have long transit time period with a rather high cloride and 3H. Even though Girmeç hot water spring has a low 3H value its cloride content is lower than Ilıcapınar springs. The hot water springs that are found in the region represent deep circulation systems.According to the hydrothermal model, that has been created in the thesis, hot and mineral water springs are formed by inflitration of meteorological sourced water to the undergraund between fault zone and fractures, warming up by the effect of geothermal gradient, deposite in hot water aquifer system and rising to the surface from fault zone in the region.