GERMENCİK (AYDIN) JEOTERMAL ALANLARININ HİDROJEOKİMYASAL AÇIDAN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışma Türkiye'nin en önemli jeotermal alanlarından birini oluşturan Germencik jeotermal alanında yapılan hidrojeolojik, hidrojeokimyasal ve izotopik incelemeleri kapsamaktadır. Menderes Masifine ait gnays, kuvars şist gibi çatlaklı kayaçlar ile karstik mermerler jeotermal sistemlerin birinci haznesini, Neojen çakıltaşları ise ikinci haznesini oluşturmaktadır. Neojen yaşlı kırıntılı tortullar, özellikle, killi düzeyleri örtü kaya ve graben tektoniğine bağlı olarak yüzeye yaklaşmış olan mağma ise ısı kaynağını oluşturur. Yapılan hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal çalışmalar alandaki jeotermal suların yüksek entalpili, çok az mağmatik katkı içerebilen meteorik kökenli, yaşlı (hemen hemen hiç trityum içermediklerinden en az 50 yıllık) sular olduğunu göstermiştir. İnceleme alanındaki jeotermal suların hidrojeokimyasal evrimlerini ve yeraltısuyu hidrodinamiğini aydınlatmak amacıyla beş sıcak su kaynağı ve yedi soğuk su kaynağı bir yıl süre ile her ay periyodik olarak örneklenerek kimyasal analizleri yapılmıştır. Çalışma alanındaki tüm sıcak sular sodyumlu, bikarbonat klorürlü su tipindedir ve kimyasal bileşimlerinde zamana bağlı belirgin değişimler gözlenmemiştir. Sıcak suların kaynak sıcaklıkları 50 °C - 70 °C arasında değişmektedir. Uygulanan çeşitli jeotermometreler ve karışım modelleri alanda 150 °C -250 °C arasında değişen hazne sıcaklığı vermektedir. Alanda hazneye inmiş olan 9 jeotermal kuyuda ölçülen (200°C-232°C) hazne sıcaklıkları Na/K ve Na-K-Ca jeotermometrelerinden elde edilen değerlerle uyuşmaktadır. Aktivite diyagramlarına göre jeotermal suların ilişkide bulundukları kayaç ile tepkime sonucunda oluşabilecek yeni alterasyon ürünleri Ca ve Na montmorillonit, Na ve K feldispat, zoisit ve albit olarak saptanmıştır. This study contains hydrogeological, hydrogeochemical and isotopic investigations in the Germencik geothermal fields which are one of the most important geothermal fields of Turkey. First reservoir of the geothermal system is made up of the fractured gneiss and quartz schists, and karstic marbles of the Menderes Massif rocks . Neogene conglomerates are the second reservoir of the geothermal systems. Neogene aged clastic sediments, especially clayey levels form the cap rock of the system. Heat source may also be the magma closed to the surface along the active graben fault zones developed by extensional tectonic regime. It is understood from the hydrogeological and hydrogeochemical studies that the geothermal waters are high enthalpy, meteoric origin ( may also be a little magmatic origin) and old waters ( which have hardly any tritium isotopes). Meteoric waters recharge the reservoir rock and are heated at depth and move up to the surface through the tectonic lines by convection currents. Five hot water and seven cold water points were sampled periodically each month during the one year to determine the hydrogeochemical evaluation of geothermal waters and hydrodynamics of groundwaters for the study area. All the thermal water in the area are sodiumbicarbonate- chloride water type and do not reflect apparent variations on their geochemical compositions temporarily. The measured temperatures of the thermal spring vary from 50 °C to 70 °C. It is estimated from the various chemical geothermometry and mixing model applications that the reservoir temperatures of the system vary between 150 °C and 250 °C corresponding high enthalpy system. The estimated reservoir temperatures obtained by Na/K and Na-K-Ca geothermometers coincide with the temperatures measured (200-232oC) directly in reservoir by 9 deep wells. Alteration minerals which may be formed by the reactions progressed between host rock and thermal fluid were found to be Ca and Na montmorillonite, Na and K feldspar, zoisite and albite on the activity diagrams.