T.C.
NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
KAPADOKYA JEOTERMAL PROVENSİNİN JEOTERMAL KAYNAK POTANSİYELİ
MEHMET FURKAN ŞENER
Mayıs 2015 DOKT OR A TE Zİ M .F . Ş EN ER , 2015 ĞDE ÜNİ VE R Sİ TE Sİ B İLİ M LER İ EN STİ TÜ SÜ
T.C.
NİĞDE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
KAPADOKYA JEOTERMAL PROVENSİNİN JEOTERMAL KAYNAK POTANSİYELİ
MEHMET FURKAN ŞENER
Doktora Tezi
Danışman
Prof. Dr. Mehmet ŞENER
ÖZET
KAPADOKYA JEOTERMAL PROVENSİNİN JEOTERMAL KAYNAK POTANSİYELİ
ŞENER, Mehmet Furkan Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman :Prof. Dr. Mehmet ŞENER
Mayıs 2015, 169 sayfa
Bu tez çalışması kapsamında Orta Anadolu Bölgesi’nin güneyinde yer alan ve Kapadokya Jeotermal Provensi olarak adlandırılan çalışma alanının jeolojik, jeokimyasal ve hidrojeokimyasal araştırmaları yapılarak, sistemin jeotermal enerji potansiyelinin ortaya konulmasına ve kavramsal modelinin oluşturulmasına yönelik değerlendirmelerde bulunulmuştur.
İnceleme alanı içerisinde Dertalan, Balcı, Çömlekçi, Ziga, Şahinkalesi, Acıgöl ve Derinkuyu jeotermal sahaları yer almaktadır. Bu sahalar, Tuzgölü Fay Zonu ile Keçiboyduran-Melendiz Fayları tarafından kontrol edilen jeotermal sistemlere sahiptir. Çalışma alanı Tuzgölü Fay Zonu ile Keçiboyduran-Melendiz Fayı arasında kalan sahalar ve Keçiboyduran-Melendiz Fayının kuzeyinde kalan sahalar olmak üzere iki farklı sistem halinde incelenmiştir.
Altere kayaç örneklerinden yapılan mineralojik incelemelerde albitleşme, alünitleşme ve silisleşme gibi hidrotermal alterasyon tipleri yaygın olarak görülmektedir. Bu numunelerde illit, smektit, kalsit, jarosit ve alunit gibi hidrotermal alterasyon minerallerine kuvars, plajiyoklas, biyotit ve vermikülit gibi birincil mineraller eşlik etmektedir.
İnceleme alanından derlenen altere kayaçların ve aynı alana ait su numunelerinin NTE (Nadir Toprak Elementleri) ve İtriyum jeokimyası incelemelerine göre birinci sisteme ait numuneler pozitif Ce anomalisi sergilerken ikinci sisteme ait numuneler düze yakın ve/veya negatif Ce anomalisi sergilemektedirler. Analiz edilen numunelerin neredeyse tümü pozitif Eu anomalisi sunmaktadır. Derinkuyu sahası dışında ikinci sisteme ait numuneler pozitif Y anomalisi sergilerken birinci sisteme ait numuneler negatif Y anomalisi sergilemektedirler.
Çalışma alanına ait su örneklerinin kimyasal ve izotop analiz sonuçlarına göre, her iki alandaki soğuk sular Ca-Mg-HCO3 ve Ca-HCO3 tipinde mineralce fakir sulardır. Ancak
sıcak sulardan birinci alan içerisindeki sıcak sular Ca-Na-SO4 ve Ca-Mg-SO4 iken ikinci
alanda bulunan sıcak sular ise Na-Cl-HCO3 ve Ca-Na-HCO3 tipinde mineralce fakir
sıcak sulardır. İzotop hidrolojisi çalışmalarına göre çalışma alanındaki sular meteorik sulardan beslenmektedirler. Silis jeotermometre sonuçlarına göre Dertalan, Melendizdağ, Keçiboyduran Dağı, Hasandağ (Keçikalesi), Ziga, Acıgöl ve Derinkuyu sahaları sırasıyla 150-173 o
C, 88-117 oC, 91-120 oC, 94-122 oC, 131-156 oC, 157-179 oC; 152-174 oC ve 102-130 oC arasında değişmektedir.
Jeolojik, jeokimyasal ve jeofizik verilerin birlikte değerlendirilmesi ile oluşturulan Kapadokya Jeotermal Provensine ait kavramsal jeotermal modele göre; alandaki jeotermal kaynaklar birincil ve ikincil tektonik kuşaklar tarafından kontrol edilmektedir. Ayrıca, Paleozoyik-Mesozoyik yaşlı mermer ve gnayslar sistemin hazne kayasını, Geç Kretase yaşlı gabro/granodiyorit sokulumları ile bölgesel tektonik sonucu gelişen muhtemel bir kabuk incelmesi ile yüzeye yaklaşan ısı akıları sistemin ısı kaynağını ve Kapadokya volkanitlerine ait tüf ile ignimbiritlerde sistemin örtü kayasını oluşturmaktadır.
Tüm bu çalışmalara göre, alanda önemli bir jeotermal potansiyel bulunduğu görülmektedir. Çalışma alanında bulunan jeotermal sistemin rezervuar veya hazne kayası ile örtü kayasında herhangi bir sorun bulunmamakta, sistemde jeotermal akışkan problemi bulunmaktadır.
Anahtar Sözcükler: OAVK/OAKK, Kapadokya, jeotermal sistemler, jeokimya, hidrotermal alterasyon,
SUMMARY
GEOTHERMAL RESOURCE POTENTIAL OF CAPPADOCIA GEOTHERMAL PROVINCE
ŞENER, Mehmet Furkan Niğde University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geological Engineering
Supervisor : Prof. Dr. Mehmet ŞENER
May 2015, 169 pages
Within the scope of this thesis, the geothermal potential of the system has been introduced and conceptual model has been established with geological, geochemical and hydrogeochemical research in the area named as Cappadocia Geothermal Province in the south of Central Anatolia.
Dertalan, Balcı, Çömlekçi, Ziga, Şahinkalesi, Acıgöl and Derinkuyu geothermal fields are located in the field area. These areas, which are controlled by Keçiboyduran-Melendiz fault and Tuzgölü Fault Zone have geothermal systems. These areas, which are controlled by Keçiboyduran-Melendiz fault and Tuzgölü Fault Zone have geothermal systems.
Hydrothermal alteration types such as albitization, alunitization and silicification are widely observed in mineralogical investigation of altered samples. Beside this, primary minerals such as quartz, plagioclase, biotite and vermiculite are accompanied to hydrothermal alteration minerals such as illite, smectite, calcite, jarosite and alunite in petrographic examinations.
According to REY (Rare Earth Elements and Yttrium) geochemistry of altered rock samples and water samples which are belonging to the same location, the first system of rocks exhibit positive Ce anomaly, as the second group of rocks show negative and/or close to the flat Ce anomaly. Almost all of examined altered samples offer positive Eu anomalies. While the second system of rocks except Derinkuyu exhibit positive Y anomaly, the first group of rocks exhibit negative Y anomaly.
According to water chemistry and isotope analysis, the cold waters of both area groups are Ca-Mg-HCO3 ve Ca-HCO3 type mineral poor waters but the hot waters of first
group are Ca-Na-SO4 and Ca-Mg-SO4 type and the hot waters of second group are
Na-Cl-HCO3 and Ca-Na-HCO3 type of mineral poor hot waters. According to isotope
hydrology studies, the geothermal waters are fed from meteoric waters and according to the results of silica geothermometer, the reservoir temperature of Dertalan, Melendiz Mount, Keçiboyduran Mount, Hasan Mount (Keçikalesi), Ziga, Acıgöl, and Derinkuyu geothermal waters are 88-150-173 oC, 88-117 oC, 91-120 oC, 94-122 oC, 131-156 oC, 157-179 oC; 152-174 oC and 102-130 oC, respectively.
According to the conceptual geothermal model of Cappadocia Geothermal Province which is generated after geological, geochemical and geophysical data; the geothermal resources in the field area are controlled by primary and secondary tectonic belts. Also, according to this conceptual geothermal model, Paleozoic-Mesozoic marble and gneiss constitutes the reservoir rock. Late Cretaceous intrusions of granodiorite/gabbro and impending heat fluxes to the surface with a possible crustal thinning which developed after regional tectonism results constitutes the heat sources. Miocene-Pliocene and tuff and ignimbrites of Quaternary Cappadocia Volcanics also constitute the seal rock of the geothermal system.
As a result of all these studies, Cappadocia has a significant geothermal potential. There are no problems of reservoir or seal rock in the study area, but geothermal fluid of the system is problematic.
Keywords: CAVP/CACC, Cappadocia, geothermal systems, geochemistry, hydrothermal alteration,
ÖN SÖZ
Bu doktora çalışmasında, Kapadokya jeotermal Provensinin Jeotermal Kaynak Potansiyeli araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, Niğde, Aksaray ve Nevşehir illeri arasındaki belirlenen çalışma alanının jeolojik, jeokimyasal, hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal inceleme ve araştırması yapılarak, elde edilen bulgular ışığında çalışma alanının jeotermal enerji potansiyelinin ortaya konulmasına ve kavramsal modelinin oluşturulmasına yönelik değerlendirmelerde bulunulmuştur.
Doktora tez çalışmamın yürütülmesi esnasında, çalışmalarıma yön veren, bilgi ve yardımlarını esirgemeyen ve bana her türlü desteği sağlayan danışman hocam, Sayın Prof. Dr. Mehmet ŞENER’ e en içten teşekkürlerimi sunarım. Doktora tez çalışmam esnasında tecrübelerine başvurduğum Prof. Dr. Alper BABA, Prof. Dr. İbrahim ÇOPUROĞLU, Prof. Dr. Abidin TEMEL, Prof. Dr. Şakir ŞİMŞEK, Prof. Dr. Taner Ünlü, Prof. Dr. Jian-xin Zhao, Dr. Tonguç Uysal, Doç. Dr. Biltan Kürkçüoğlu ve Niğde Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü öğretim üyelerine müteşekkir olduğumu ifade etmek isterim.
Bu tezi, sadece bu çalışma sürecinde değil, tüm öğrenim hayatım boyunca maddi ve manevi koruyuculuğumu üstlenen babam Abdurrahman ŞENER’ e, annem Ayşe ŞENER’ e ve kardeşlerime ithaf ediyorum.
Bu çalışmaya FEB2013/07 numaralı proje ile finansal destek sağlayan Niğde Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimine ve yurt dışı araştırmalarımı gerçekleştirmemde finansal destek sağlayan TÜBİTAK Bilim İnsanı Destekleme Daire Başkanlığı ve çalışanlarına katkılarından dolayı teşekkür ederim.
İÇİNDEKİLER ÖZET ... iv SUMMARY ... vi ÖN SÖZ ... viii İÇİNDEKİLER DİZİNİ ... ix ÇİZELGELER DİZİNİ ... xiii ŞEKİLLER DİZİNİ ... xiv FOTOĞRAFLAR DİZİNİ ... xvi
SİMGE VE KISALTMALAR ... xvii
BÖLÜM I GİRİŞ ... 1
1.1 Amaç ... 1
1.2 Çalışma Alanının Yeri ... 2
1.3 Çalışma ve Değerlendirme Yöntemleri ... 3
1.4 Önceki Çalışmalar ... 3
BÖLÜM II İNCELEME ALANI VE ÇEVRESİNİN JEOLOJİSİ ... 14
2.1 Giriş ... 14
2.2 Çalışma Alanının Genelleştirilmiş Stratigrafisi ... 14
2.3 Stratigrafi ve Bölgesel Jeoloji ... 18
2.4 Çalışma Alanının Stratigrafisi ... 20
2.4.1 Niğde yöresi ... 20 2.4.1.1 Gümüşler metamorfiği ... 20 2.4.1.2 Kaleboynu metamorfiği ... 22 2.4.1.3 Aşıgediği formasyonu ... 22 2.4.1.4 Üçkapılı granodiyoriti ... 22 2.4.1.5 Çamardı formasyonu... 23 2.4.1.6 Çanaktepe formasyonu ... 23 2.4.1.7 Havuzlu ignimbiriti ... 24 2.4.1.8 Gökbez formasyonu ... 24
2.4.1.9 Melendizdağ volkanitleri (aglomerası, tüfü ve andeziti) ... 25
2.4.1.10 Bor lavı ... 26
2.4.2.1 Tamadağ şist ve gnaysları ... 26
2.4.2.2 Bozçaldağ metamorfitleri ... 28
2.4.2.3 Orta anadolu granodiyoriti ... 28
2.4.2.4 Ayhan formasyonu ... 28 2.4.2.5 Altıpınar formasyonu ... 28 2.4.2.6 Kızılöz formasyonu ... 29 2.4.2.7 Tuzköy formasyonu ... 29 2.4.2.8 Kızılkaya ignimbiriti ... 29 2.4.2.9 Yüksekli formasyonu ... 29 2.4.2.10 Ürgüp formasyonu ... 30 2.4.2.11 Kızılırmak çakıltaşı ... 30
2.4.2.12 Kızıldağ bazaltı ve karnıyarıktepe bazaltı ... 31
2.4.2.13 Traverten, alüvyon ve yamaç molozu ... 31
2.4.3 Aksaray yöresi ... 31
2.4.3.1 Tamadağ şist ve gnaysları ... 33
2.4.3.2 Bozçaldağ mermerleri ... 33
2.4.3.3 Baranadağ granitoid ve gabroidi ... 33
2.4.3.4 Çayraz formasyonu ... 34
2.4.3.5 Mezgit grubu ... 34
2.4.3.6 Göstük volkanitler (tüfitleri ve ıgnimbiritleri) ... 34
2.4.3.7 Karakaya formasyonu ... 35
2.4.3.8 Selime tüfleri ... 35
2.4.3.9 Gelveri volkanitler (ignimbiritleri ve lavı) ... 36
2.4.3.10 Kızılkaya ignimbiriti ... 37
2.4.3.11 Hasandağ kül formasyonu ... 37
2.4.3.12 Göllüdağ kül akıntı tüfleri ... 38
2.4.3.13 Göllüdağ riyolit ve riyodasit lavları ... 38
2.4.3.14 Acıgöl piroklastikleri (curuf, lapilli tüf, volkan bombası) ... 38
2.4.3.15 Bazalt ve andezit lavları ... 38
2.4.3.16 Traverten ve alüvyon ... 39
2.5 Orta Anadolu Volkanik Provensi ... 39
2.5.1 Keçikalesi volkanitleri ... 39
2.5.2 Hasandağ volkanikleri ... 39
2.5.4 Melendiz volkanitleri ... 42
2.5.5 Tepeköy volkanitleri ... 43
2.5.6 Çınarlı volkanitleri ... 43
2.5.7 Göllüdağ volkanitleri ... 44
2.5.8 Acıgöl Volkanikleri ... 45
2.5.9 Orta Anadolu volkanik provensinin evrimi ... 45
2.6 Bölgesel Tektonik ... 46
2.7 Yapısal Jeoloji ... 51
2.7.1 Paleotektonik dönem yapılar ... 52
2.7.1.1. Metamorfizma sırasında gelişen yapısal unsurlar ... 53
2.7.1.2 Metamorfizma sonrası yapısal unsurlar ... 53
2.7.2. Neotektonik dönem yapılar ... 54
2.8 Fay Sistemleri ... 55
2.8.1 Tuzgölü fay zonu ... 55
2.8.2 Hasandağ fay seti ... 61
2.8.3 Keçiboyduran-Melendiz fayı ... 62
2.8.4 Göllüdağ fayı ... 62
2.8.5 Derinkuyu fayı ... 63
2.8.6 Niğde fayı ... 63
2.8.7 Ecemiş fayı ... 63
BÖLÜM III MATERYAL VE METOD ... 64
3.1 Materyal ... 64
3.2 Metod ... 64
3.2.1 Büro çalışmaları ... 64
3.2.2 Laboratuvar çalışmaları ... 64
3.2.2.1 Mineralojik ve petrografik incelemeler ... 65
3.2.2.2 XRD (x-ışını kırınımı) incelemeleri ... 66
3.2.2.3 Nadir toprak elementleri ve itriyum jeokimyası ... 66
3.2.2.4 Kararlı izotoplar analizleri ... 66
3.2.2.5 Jeotermometre uygulamaları ... 67
BÖLÜM IV MİNERALOJİK PETROGRAFİK VE JEOKİMYASAL BULGULAR .. 68
4.1 Mineralojik ve Petrografik Bulgular ... 68
4.2 XRD (X-Işını Kırınımı) Bulguları ... 76
4.3.1 Kayaçlarda NTE bulguları ... 82
BÖLÜM V HİDROJEOKİMYASAL ÖZELLİKLER ... 86
5.1 Suların Kimyasal Sınıflandırılması ... 86
5.2 Jeotermometre Uygulamaları ... 93
5.2.1 Kimyasal jeotermometreler ... 93
5.2.1.1 Niteliksel (Kalitatif) kimyasal jeotermometre değerlendirmeleri ... 94
5.2.1.2 Sayısal (Kantitatif) kimyasal jeotermometreler değerlendirmeleri .... 95
5.2.2 Çözünürlüğe bağlı jeotermometreler ... 96
5.2.2.1 Silis jeotermometreleri ... 96
5.2.2.2 Katyon jeotermometreleri ... 99
5.3 Karışım Modelleri ... 101
5.3.1. Entalpi-Klorür karışım modeli ... 101
5.3.2. Entalpi-Silis karışım modeli ... 104
5.3 Sularda NTE ve itriyum jeokimyası ... 106
5.4 Suların Oksijen 18-Döteryum İlişkisi ... 109
BÖLÜM VI JEOTERMAL KAVRAMSAL MODELİ... 113
6.1 Jeotermal Sistem ... 114
6.1.1 Jeotermal akışkanın kökeni ve beslenme alanı ... 114
6.1.2 Isı kaynağı ... 115
6.1.3 Rezervuar ve/veya hazne kayaç ve yayılımı ... 119
6.1.4 Örtü kayaç ... 120
6.2 Hidrotermal Alterasyon ... 120
6.2.1. Hidrotermal alterasyon oluşumu ve özellikleri ... 121
BÖLÜM VII SONUÇLAR VE TARTIŞMA ... 124
KAYNAKLAR ... 127
EKLER ... 149
ÖZGEÇMİŞ ... 168
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge 1.1. Çalışma alanı ve çevresi ile ilgili çeşitli konularda yapılmış önceki
çalışmalar ... 3
Çizelge 2.1. Çalışma alanının stratigrafik korelasyonu ... 17
Çizelge 2.2. Kapadokya volkanik kompleksi içersinde yer alan volkanik birimlerin karakteristik özellikleri ... 44
Çizelge 4.1. Çalışma alanına ait numunelerin XRD analizleri ile belirlenen birincil ve hidrotermal mineral topluluğu ... 77
Çizelge 4.2. Çalışma alnından alınan kayaç numunelerinin NTE analiz sonuçları (PAAS) ... 84
Çizelge 5.1. Çalışma alanından alınan sıcak ve soğuk suların kimyasal analiz sonuçları ... 87
Çizelge 5.2 Çalışma alanından alınan sıcak su numunelerinin kimyasal içerik oranları…. ... 94
Çizelge 5.3. Dertalan mevkii (Drt.sck nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 96
Çizelge 5.4. Çiftehan mevkii (ÇF-1 nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 97
Çizelge 5.5. Balcı mevkii (Bal.sgk nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 97
Çizelge 5.6. Çömlekçi mevkii (Com.sgk nolu numune) jeotermometre hesaplamaları . 97 Çizelge 5.7. Hasan Dağ (Keçikalesi) mevkii (Hsn.Keçi.sgk nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 97
Çizelge 5.8. Ziga mevkii (Ziga.sck nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 98
Çizelge 5.9. Acıgöl mevkii (Acg.sck nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 98
Çizelge 5.10. Derinkuyu mevkii (Drk.sck nolu numune) jeotermometre hesaplamaları 98 Çizelge 5.11. Kozaklı mevkii (SSK-1 nolu numune) jeotermometre hesaplamaları ... 98
Çizelge 5.12. Kapadokya Jeotermal Provensi içerisinde yer alan sıcak suların entalpi-klorür karışım modeline göre saptanan karışım oranları ... 104
Çizelge 5.13. Çalışma alanından alınan su örneklerinin NTE analiz sonuçları (PAAS)108 Çizelge 5.14. Çalışma alanından alınan suların δ18O ve δD değerleri ... 110
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil 1.1. Çalışma alanının yerbulduru haritası ... 2
Şekil 2.1. Kapadokya Volkanik Kompleksi’nin Türkiye volkano-tektonik haritası üzerideki konumu ... 15
Şekil 2.2. Çalışma alanının genelleştirilmiş bölgesel stratigrafisi ... 16
Şekil 2.3. Çalışma alanının jeoloji haritası ... 19
Şekil 2.4. Niğde ve çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik sütun kesiti ... 21
Şekil 2.5 Nevşehir ve çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik sütun kesiti ... 27
Şekil 2.6 Aksaray ve çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik sütun kesiti ... 32
Şekil 2.7. OAVB (veya CAVP) Neojen-Kuvaterner yaşlı volkanitleri ve neotektonik yapıları gösteren basitleştirilmiş volkano-tektonik harita ... 40
Şekil 2.8. Çalışma alanının uydu görüntülerinden elde edilen çizgisellik haritası ... 47
Şekil 2.9. Çalışma alanının gravite anomali haritası, kontur aralıkları: 10mGal., TG: Tuz Gölü. Sismik alanları HAT 1 ve HAT 2 ... 48
Şekil 2.10. Çalışma alanının topoğrafik haritası ... 48
Şekil 2.11. Şekil 2.9 ve 20.10’da verilen HAT 1 ve HAT 2 sismik profili ... 49
Şekil 2.12. Çalışma alanında meydana gelen depremlerin odak noktalarının dağılımı .. 50
Şekil 2.13. Çalışma alanının kontur aralıkları 1 km olan üç boyutlu bölgesel gravite haritası ... 50
Şekil 2.14. Miyosen’den günümüze bölgedeki fay sistemlerinin hareketleri ... 52
Şekil 2.15. Orta Anadolu ve yakın çevresinin neotektonik haritası ... 53
Şekil 2.16. Landsat Uydu görüntüsünden elde edilen Niğde bölgesinin yapı haritası ... 54
Şekil 2.17. Çalışma alanının 3D çizgisellik haritası KB’ dan görünüş... 56
Şekil 2.18. Çalışma alanının 3D çizgisellik haritası KD’ dan görünüş ... 57
Şekil 2.19. Çalışma alanının 3D çizgisellik haritası GB’ dan görünüş... 59
Şekil 2.20. Çalışma alanının 3D çizgisellik haritası GD’ dan görünüş ... 60
Şekil 3.1. Çalışma alanından derlenen numunelerin analiz şeması ... 65
Şekil 4.1. Çalışma alanından alınan numunelerin lokasyon haritası ... 69
Şekil 4.2. Çalışma alanından alınan volkanit numuneleri içerisindeki illit minerallerinin; A) arazideki dağılımları, B) mikroskop görüntüsü, C) XRD grafiği ... 79
Şekil 4.3. Çalışma alanından alınan volkanit numuneleri içerisindeki smektit minerallerinin; A) arazideki dağılımları, B) mikroskop görüntüsü, C) XRD grafiği ... 80 Şekil 4.4. Çalışma alanından alınan volkanit numuneleri içerisindeki jarosit ve alunit minerallerinin; A) arazideki dağılımları, B) mikroskop görüntüsü, C) XRD grafiği ... 81 Şekil 4.5 Çalışma alanındaki volkanitlerin Post-Archean Australian Average Shale (PAAS)’a göre normalleştirilmiş NTE diyagramı ... 83 Şekil 5.1. Çalışma alanından alınan sıcak su numunelerinin anyon-katyon dağılım haritası ... 89 Şekil 5.2. Çalışma alanından alınan soğuk su numunelerinin anyon-katyon dağılım haritası ... 90 Şekil 5.3. Çalışma alanına ait sıcak ve soğuk su numunelerinin Piper diyagramı ... 91 Şekil 5.4. Çalışma alanına ait sıcak ve soğuk su numunelerinin Schoeller diyagramı ... 92 Şekil 5.5. Çalışma alanına ait sıcak ve soğuk su numunelerinin Durov diyagramı ... 92 Şekil 5.6. Çalışma alanına ait sıcak ve soğuk su numunelerinin olgunluk diyagramı .... 99 Şekil 5.7. Çalışma alanına ait sıcak ve soğuk su numunelerinin
10K/(10K+Na)-10Mg/(10Mg+Ca) karışım modeli ... 100 Şekil 5.8. Çalışma alanındaki sıcak suların entalpi-klorür diyagramı ... 103 Şekil 5.9. Çalışma alanındaki sıcak suların entalpi-silis diyagramı ... 105 Şekil 5.10. Çalışma alanından alınan su numunelerinin PAAS’a göre normalleştirilmiş NTE diyagramı ... 107 Şekil 5.11. Çalışma alanından alınan su numunelerinin ve aynı alana ait yüzey numunelerinin PAAS’a göre normalleştirilmiş NTE diyagram korelasyonu ... 108 Şekil 5.12. Çalışma alanından alınan suların VSMOW’ a göre δ18
O ve δD grafiği ... 111 Şekil 6.1. Kapadokya jeotermal provensinin kavramsal modeli (alanın güneyden görünümü) ... 116 Şekil 6.2. Çalışma alanı içerisinde Tuzgölü Fay zonu ve Niğde Fayına ait jeofizik çalışmaları ... 117 Şekil 6.3. Kapadokya jeotermal provensinin kavramsal modeli (alanın doğudan görünümü) ... 118 Şekil 6.4. Bozunma ve hidrotermal alterasyon oluşumunun şematik gösterimi ... 120 Şekil 6.5. Çalışma alanının uydu görüntülerinden elde edilen alterasyon hatası ... 122
FOTOĞRAFLAR DİZİNİ
Fotoğraf 2.1. Çömlekçi köyünde gözlenen Keçiboyduran volkanitlerine ait bazaltik andezit andezit-dasit serisi ve biyotit içeren amfibollü andezit-dasit serisi kayaçlar ... 41 Fotoğraf 2.2. Balcı köyünde gözlenen; piroklastik çökeller ve andezit içerikli
ignimbiritler ... 42 Fotoğraf 2.3. Tepeköy kuzeyi, Tepeköy volkanitlerine ait hidrotermal alterasyona uğramış breş ve andezitler ... 43 Fotoğraf 2.4 Acıgöl volkanitlerine ait andezitik lav akıntıları ... 45 Fotoğraf 4.1. Bal-5 (a ve b) ve Bal-6 (c ve d) altere andezitik kayaçlara ait ince kesit görüntüleri ... 70 Fotoğraf 4.2. Com-1 (a), Com-2 ( b) ve Com-4 (c ve d) işaretli altere andezit-dasit serisi kayaçların ince kesit görüntüleri ... 71 Fotoğraf 4.3. Hsn-2 (a ve b) ve Hsn-3 (c ve d) numunelerin ince kesit görüntüleri. volkanik kayaçlara ait ince kesit görüntüleri... 72 Fotoğraf 4.4. Ilı-1 (a ve b) ve Ilı-2 (c ve d) bazaltın ince kesit görüntüleri ... 73 Fotoğraf 4.5. Shk-1 (a ve b) ve Shk-2 (c ve d) volkanik kayaçlara ait ince kesit
görüntüleri ... 74 Fotoğraf 4.6. Nar-2 ve Nar-7 volkanik kayaçların ince kesit görüntüleri ... 75
SİMGE VE KISALTMALAR Simgeler Açıklama µ Mikron Å Angstrom cm Santimetre m Metre mm Milimetre meq/l Miliekivelan/litre mg/l Miligram/litre ppm Milyonda Bir K Kelvin ºC Santigrat
pH Hidrojen iyonu aktivitesi negatif logaritması
Ca+2 Kalsiyum Cl- Klorür D, 2H Döteryum HCO3- Bikarbonat K+ Potasyum Km Kilometre Li+ Lityum m Metre Mg+2 Magnezyum Na+ Sodyum SO4-2 Sülfat
SiO2 Silisyum oksit
18 O Oksijen-18 izotopu mg/l miligram/litre > Büyük < Küçük Ort Ortoklaz Plj Plajiyoklaz
Amf Amfibol Pr Piroksen Vc Volkan camı Biot Biyotit Q Kuvars Sm Smektit Ch Klorit Se Serizit Kao Kaolinit Zeo Zeolit Ca Kalsit Alu Alünit Jps Jips Cr Kristobalit Tr Tridimit Ol Olivin Opx Ortopiroksen P Pomza Plj Plajiyoklas Cpx Klinopiroksen Jaro Jarosit Ce Seryum Eu Evropiyum Y İtriyum Ho Holmiyum
Ar/Ar Argon/Argon radyojenik yaş analiz yöntemi
Kısaltmalar Açıklama
DSİ Devlet Su İşleri
TÜBİTAK Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu
MTA Maden Teknik ve Arama Genel Müdürlüğü
NÜ Niğde Üniversitesi
UQ Queensland Üniversitesi
KAFZ Kuzey Anadolu Fay Zonu
DAFZ Doğu Anadolu Fay Zonu
KMF Keçiboyduran-Melendiz Fayı
NFZ Niğde Fay Zonu
TFZ Tuzgölü Fay Zonu
HFS Hasandağ Fay Seti
GF Göllüdağ Fayı DF Derinkuyu Fayı TF Tepeköy Fayı EF Ecemiş Fayı K-G Kuzey-Güney GB-GD Güneybatı-Güneydoğu KB- KD Kuzeybatı- Kuzeydoğu XRF X-Ray Fleurosans
TDS Toplam çözünmüs katı madde
SMOW Okyanus Suyu Standart Ortalaması
XRD X-ray Difraktometre (X ısınımı kırınımı)
NTE Nadir Toprak Elementleri
ICP-MS Inductively caupled plasma emission spectroscopy
KES Kızılırmak-Erkilet Fay Segmenti
OAKK Orta Anadolu Kristalen Kompleksi
OAVP/OAVK Orta Anadolu Volkanik Provensi/Kompleksi N-MORB Normal okyanus ortası sırtı bazaltı
BÖLÜM I
GİRİŞ
1.1 Amaç
“Kapadokya Jeotermal Provensinin Jeotermal Kaynak Potansiyeli” isimli doktora çalışması kapsamında, Kapadokya Jeotermal Provensi kaynaklarının oluşum ortamının belirlenmesi, alandaki jeotermal kaynakların volkanizma ve tektonizma ile ilişkisinin ortaya çıkarılması ve yüzeyde yaygın olarak gözlenen hidrotermal alterasyon zonlarındaki verilerden yararlanılarak jeotermal akışkanın rezervuar sıcaklığına ilişkin verilerin ortaya konması amaçlanmıştır.
Ülkemizde gözlenen Neojen-Kuvaterner volkanizmasının yaygın olduğu Kapadokya jeotermal provensi olarak belirlenen çalışma alanı, Türkiye’deki jeotermal enerji sahalarının genel dağılımı içerisinde düşük-orta entalpili jeotermal potansiyele sahip sahalar sınıfına girmektedir. Bölge içerisinde yer alan; Niğde’de Narlıgöl, Çiftehan, Derdalan kaynakları, Aksaray’da Ilısu, Ziga, Şahinkalesi ve Nevşehir’de Kozaklı ile Derinkuyu gibi jeotermal alanlar özellikle son dönemlerde balneoterapi ve sera amaçlı olarak kullanılmaktadır. Kapadokya bölgesinde yer alan bu kaynakların bölge ekonomisine ciddi olarak katkı sağlama potansiyeli bulunmaktadır. Söz konusu bölgede yer alan jeotermal kaynaklar tektonizma ve volkanizma ile ilişkilidir. Alanda yapılan jeolojik çalışmaların önemli bir kısmı alanın tektonik özellikleri ve volkanizma ile ilgilidir. Ancak bu alanda yer alan jeotermal sistemlerin volkanizma ve tektonizma ilişkisi ilk kez bu çalışma kapsamında detaylı olarak irdelenmiştir. Bu kapsamda, Kapadokya bölgesindeki jeotermal sistemlerin ortaya konulması doğrultusunda hidrotermal alterasyon çalışmaları ile belirlenen hedef alanlarda volkanizma tektonizma ilişkisi, akışkanların kökeni ve yayılımı, alterasyon sistemleri ile alandaki jeotermal kaynakların ilişkisi, özellikle de tektonik kontrollü olan bu kaynakların çevresinde yüzlek veren kayaçların alterasyon tipleri ve jeotermal sistemler ile ilişkisi gibi konuların detaylandırılması hedeflenmiştir.
Tez çalışması ile amaçlanan hedeflere ulaşabilmek için bir dizi çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalar beş bölüm şeklinde sunulmuştur.
1- İnceleme alanının tanıtımı ve yörede yapılmış olan önceki (jeolojik, hidrolojik ve jeotermal) çalışmalar.
2- Kapadokya ve çevresinin jeolojik, yapısal ve paleocoğrafik özellikleri.
3- İnceleme alanının jeotermal kavramsal modellemesi ve alanın alterasyon özellikleri. 4- İnceleme alanından derlenen numunelerden elde edilen mineralojik, petrografik, jeokimyasal ve hidrojeokimyasal bulgular ve bu bulgulara ait sonuçlarının tartışılması. 5- Kapadokya jeotermal provensinin potansiyelinin ve jeolojik özelliklerinin belirlenmesi.
1.2 Çalışma Alanının Yeri
Çalışma alanı, Türkiye’nin İç Anadolu Bölgesinde Kapadokya volkanik provensi içerisinde yer almakta olup, günümüzde turizm açısından büyük bir öneme sahiptir. Çalışma alanı; Aksaray ili DGD su, Nevşehir ili BGB sı ve Niğde ili KKB sın arasında bulunmaktadır (Şekil. 1.1). Çalışma alanı batıda Tuzgölü fayı doğuda Ecemiş fayı ve kuzeyde ise Kırşehir masifine ait Gümüşkent fayı ile çevrilidir.
1.3. Çalışma ve Değerlendirme Yöntemleri
Kapadokya bölgesinde yer alan jeotermal kaynakların oluşum ve kökenlerine ilişkin incelenmesini konu alan bu araştırma ile ilgili incelemeler, arazi, laboratuvar ve büro çalışmaları şeklinde yürütülmüştür.
1.4 Önceki Çalışmalar
İnceleme alanı Türkiye’nin jeolojik açıdan önemli yerlerinden biri olduğundan 1955 yılından bu yana çok sayıda araştırma yapılmıştır. Yapılan çalışmaların önemli bir bölümü bölgenin temel jeolojisi, bölgesel tektonizması, jeomorfolojisi, jeokimyası, jeokronolojisi, tefrakronolojisi, jeofizik ve RS-GIS ile ilgilidir. Bölgede geçmişten günümüze yapılan çalışmalar Çizelge 1.1’de sunulmuş ve gerek bölge gerekse çalışmanın amacına göre önem arz eden çalışmaların bazılar aşağıda kısaca özetlenmiştir.
Çizelge 1.1. Çalışma alanı ve çevresi ile ilgili çeşitli konularda yapılmış önceki çalışmalar
Başlık ÇalışmaAlanı Bölge Araştırmacı
Temel Jeoloji
Volkanizma Nevşehir-Kayseri Pasquare, 1968
Stratigrafi Niğde Masifi Göncüoğlu, 1981
Stratigrafi Tuzgölü Baseni Uygun, 1981
Stratigrafi Tuzgölü Baseni Uygun vd., 1982
Genel Jeoloji Türkiye Ketin, 1983
Stratigrafi Tuzgölü Baseni Atabey vd., 1987
Genel Jeoloji Niğde Çevikbaş ve Öztunalı, 1991
Genel Jeoloji Niğde Çevikbaş ve Öztunalı, 1992
Stratigrafi Kapadokya Aydan ve Ulusay, 2003
Paleo-gerilme Niğde Demircioğlu ve Eren, 2003
Genel Jeoloji Aksaray Gürel ve Yıldız, 2007
Genel Jeoloji Orta Anadolu Karabacak, 2007
Genel Jeoloji Orta Anadoluı Lefebvre vd., 2013
Bölgesel Tektonizma
ve Fay Sistemleri
Orojenez Orta Anadolu Beekman, 1966
Tektonik Birlik Anadolu Ketin, 1966
Tetis Evrimi Türkiye Şengör ve Yılmaz, 1981
Stratigrafi Tuzgölü Baseni Görür vd., 1984
Faylar ve Depremsellikler Türkiye Şaroğlu vd. 1987
Volkanizma Orta Anadolu Pasquare vd., 1988
Neotektonik Orta Anadolu Toprak & Göncüoğlu,1993a ,b
Neotektonik Tuzgölü Fay Zonu Leventoğlu, 1994
Neotektonik Kızılırmak Fayı Toprak, 1994
Fay Sistemleri Ecemiş Fay Zonu Toprak and Kaymakçı, 1995 Neotektonik Central Anatolia Dirik and Göncüoğlu, 1996
Plio-Kuvaterner Basenler Orta Anadolu Toprak, 1996
Bölgesel Tektonik Orta Anadolu Toprak, 1998
Çizelge 1.1. (Devam) Çalışma alanı ve çevresi ile ilgili çeşitli konularda yapılmış önceki çalışmalar Bolgesel Tektonizma ve Fay Sistemleri
Tektonik Evrim Orta Anadolu Whitney ve Dilek, 1998
Jeolojik Evrim Tuzgölü basin Çemen vd., 1999
Neotektonik Evrim Orta Anadolu Dirik vd., 1999
Tektonomorfolojik Evrim Orta Anadolu Dirik ve Erol, 2000
Tektonik Evrim Güney Türkiye Göncüoğlu ve Kozlu, 2000
Neotektonik Turkiye Bozkurt, 2001
Neotektonik Ecemiş Fay Zonu Dirik, 2001
Neotektonik Ecemiş Fay Zonu Jaffey and Robertson, 2001
Geological evolution Ulukışla/Niğde Clark ve Robertson, 2002
Tektonik kontrol Niğde Whitney vd., 2003
Jeolojik Evrim Niğde Clark ve Robertson, 2005
Tektonizma Niğde Gautier vd., 2008
Paleotektonik geçmiş Türkiye Moix vd., 2008
Tektonizma Niğde Genç ve Yürür, 2010
Tektonizma Tuzgölü Özsayın vd., 2013
Tektonizma Orta Anadolu Yıldırım, 2014
Volkanoloji ve Petrografi
Genel Jeoloji Hasandağ Volkanolojisi Aydar and Gourgaud, 1988
Jeomorfoloji Hasandagı - Keçiboyduran Emre, 1990
Obsidiyen Anadolu Keller and Seifried, 1990
Tektonik Batı- Orta Anadolu Göncüoğlu and Toprak, 1992
Bölgesel Karakterler Orta Anadolu Succhiarelli, 1995
Jeokimya Orta Anadolu Aydar vd., 1995
Volkanoloji Acıgöl Volkanikleri Druitt vd., 1995
Püskürme Merkezleri Misli Ovası Mues-Sch., Schumacher, 1997
Volkanoloji Hasandağ Aydar and Gourgaud, 1998
Alkali Plütonizma Orta Anadolu Boztuğ, 1998
Volkanoloji Hasandağ Deniel vd., 1998
Tektonik Orta Anadolu Dhont vd., 1998
Volkanik Yerşekilleri Orta Anadolu Hooper and Sheridan, 1998 Maar volcanizması Narköy (Nevşehir) Gevrek and Kazancı, 2000
Volkanoloji Keçikalesi Aydar and Gourgaud, 2002
Volkanoloji Orta Anadolu Şen vd., 2004
Jeokimya Orta Anadolu Alpaslan vd., 2004
Volkanoloji Hasandağ Doğan vd., 2008
Volkanoloji Kapadokya Aydın, 2009
Volkanoloji Orta Anadolu Kuşcu ve Geneli, 2010
Petroloji Kayseri Koralay vd., 2011
Min-Petroloji Niğde Emre, 2012
Volkanoloji Orta Anadolu Köprübaşı vd., 2013
Volkanoloji Kapadokya Lepetit vd., 2014
Jeokimya
Petrology Orta Anadolu Batum, 1978a,b
Jeokimya Nevşehir-Niğde Ercan vd., 1987 a,b
Petrology Hasandağ-Karacadağ Tokel vd., 1988
Petroloji Nevşehir Ercan vd., 1991
Jeokronoloji Hasandağ-Karacadağ Ercan vd., 1992
Jeokronoloji Orta Anadolu Ercan vd., 1994
Petroloji ve Jeokimya Nevşehir Baba, 1995
Jeokimya Aksaray Yalınız vd., 1996
Jeokimya Aksaray-Niğde Afşin ve Baş 1997
Petroloji ve Jeokimya Kapadokya Temel vd., 1998
Jeokimya Aksaray Burçak, 2006
Jeokimya Niğde Koçak vd., 2007
Jeokimya Nevşehir Pasvanoğlu ve
Chandrasekharam, 2011
Çizelge 1.1. (Devam) Çalışma alanı ve çevresi ile ilgili çeşitli konularda yapılmış önceki çalışmalar
Jeokronoloji
Jeokronoloji Orta Anadolu Innocenti vd., 1975
Jeokronoloji Orta Anadolu Besang vd., 1977
Jeokronoloji ve jeokimya Orta Anadolu Ercan vd., 1990
Jeokronoloji Orta Anadolu Bigazzi vd., 1993
Jeokronoloji Orta Anadolu Mues-Sch., Schumacher, 1996
Jeokronoloji Orta Anadolu Platzman vd., 1998
Stratigrafi ve Jeokron. Kapadokya Le Pennec vd., 2005
Jeokronoloji Nigde Alpaslan vd., 2006
Jeokronoloji Niğde Fayon ve Whitney, 2007
Jeokronoloji Orta Anadolu Parlak ve Karaoğlan, 2013
Tefrakronoloji
Çökelmeler Orta Anadolu Schumacher vd., 1991
Jeokimya Ürgüp Temel, 1992
Stratigrafi ve Köken Orta Anadolu LePennec vd., 1994
Jeotermal Acıgöl Kazancı vd., 1995
Stratigrafi Orta Anadolu Leuci, 1995
Jeotermal Acıgöl Kazancı ve Gevrek, 1996
Jeokronoloji Batı- Orta Anadolu Kuzucuoğlu vd., 1998
Jeomorfoloji Orta Anadolu Altın ve Altın, 2011
Morfoloji Orta Anadolu Altın ve Altın, 2011
Jeofizik ve Paleomanyetizma
Kaldera Algılama Acıgöl (Nevşehir) Toksöz and Bilginer, 1980 Kaldera Algılama Acıgöl (Nevşehir) Yıldırım ve Özgür, 1981
Kaldera Algılama Nevşehir Ekingen, 1982
Kaldera Algılama Orta Anadolu Froger vd., 1998
Magmatik Özellikler Orta Anadolu Piper vd., , 2002
Paleomanyetizma Kapadokya Büyüksaraç vd., 2005
Jeofizik Orta Anadolu Aydemir, 2009
Paleomanyetizma Kapadokya Piper vd., 2013
RS-GIS
Uzaktan Algılama Orta Anadolu Güleç vd., 1999
Uzaktan Algılama Orta Anadolu Arcasoy vd., 2000
Uzaktan Algılama Orta Anadolu Arcasoy, 2001
Uzaktan Algılama Orta Anadolu Arcasoy vd., 2004
Uzaktan Algılama Orta Anadolu Ayhan, 2004
Ketin’in (1955) çalışmasında Orta Anadolu Kristalin Kompleksindeki Eosen volkanizmasını ilk kez araştırmıştır. Araştırmacı, Yozgat bölgesindeki Eosen volkaniklerini Lütesiyen volkanik fasiyesi olarak adlandırmış ve bu volkaniklerin lav akması, aglomeralar ve volkan küllerinden oluştuğunu belirtmiştir.
Beekman (1966) yapmış olduğu çalışmada, Hasandağ-Melendizdağ ve Keçiboyduran dağlarını kapsayan alanda Pliyosen ve Kuvaterner yaşlı volkanizma faaliyetlerini araştırmıştır. Bölgede yaygın olarak görülen ignimbiritlerin oluşumunun Tuz Gölü’nün doğusundaki fayla ilintili olduğunu belirten araştırmacı riyodasitik lavların meydana çıkmasıyla ignimbiritleri oluşturan volkanik faliyetlerin sona erdiğini ve bu oluşumu andezit-hornblend türü bazaltların takip ederek bazalt volkanizmasının olivinli bazalt akıntıları ile sona erdiğini belirtmiştir.
Pasquare (1968), Erciyes volkanının beş farklı litolojik grupla birlikte beş evrede geliştiğini, bununla birlikte Koçdağ volkaniklerinin andezitik ve bazaltik bileşimli lav akıntıları ile geniş yayılımlı proklastiklerden oluştuğunu, Develidağ volkaniklerinin ise Erciyes volkanik aktivitesinin geç evresi öncesinde pümisli kül katmanları ile kısmen örtüldüğünüortaya koymuştur.
Batum (1978a), Bölgedeki volkanizmanın ilk evresinin Orta Miyosen sonlarında lav akıntıları şeklinde başladığını, Erken Pliyosen’de ise ikinci evrenin patlayıcı türde geliştiğini, üçüncü ve son evrenin ise Kuvaterner’de oluştuğunu belirtmiştir.
Batum (1978b), Aksaray-Nevşehir-Niğde illeri arasındaki volkanik kuşak boyunca yaptığı çalışmalarda, oluşan en genç ürünlerin Kuvaterner’e ait bazaltlar olduğunu tespit etmiştir. Bu bazaltların bir kısmının alkalen, diğer kısmının ise kalkalkalen olduğunu belirtmiştir.
Ketin (1983), yaptığı çalışmada, Anadolu'daki tektonik-orojenik gelişmenin kuzeyden güneye doğru yavaş yavaş ilerlediğini, ilk şiddetli ve etkili orojenik hareketlerin kuzey tektonik hareketleri ile başladığını, bunu takip eden devrede Orta Anadolu bölgesine, daha sonra Toroslar'a ve en son Güneydoğu Anadolu'ya yayıldığını bu orojenik gelişmeye paralel olarak Anadolu'da önce Pontidler sonra iç kısımlar daha sonra Toroslar ve en son kenar kıvrımlarının tektonik etkileşim ve oluşumlarını tamamladığını belirtmiştir.
Pasquare (1988), Orta Anadolu’nun Neojen ve Kuvaterner volkanizmasının Anadolu volkanik yayınının merkezini temsil ettiğini ve bunun Avrasya ve Afro-Arap plakalarının çarpışması ile ilişkili olduğunu belirtmiştir. Bu bölgedeki volkanizmanın üç ana deformasyon periyoduna ayrıldığını ve ilk periyodun andezitik akma dönemi olduğunu, ikinci dönemin 11.000 km2 ye yayılmış kalın bir ignimbirit silsilesinden
oluştuğunu ve üçüncü dönemde büyük andezitik-bazaltik stratovolkanların ve yaygın monojenik merkezlerin geliştiğini ortaya koymuştur.
Ercan vd. (1990), Hasandağ ve Karacadağ civarlarında yaptıkları çalışmalarda 15 adet farklı kayaç birimi haritalamışlar ve bunların subalkalen ile yer yer alkalen karakterli olduklarını belirtmişlerdir. Genel olarak toleyitik lavlar ile daha az tüketilmiş kıta altı
litosferden türemiş hafif alkalen lavlar ve bunlarla beraber manto kaynaklı ve kabuk kirlenmesine uğramış kalkalkalen lavların bir arada bulunduklarını saptamıştır. Bu bölgedeki volkaniklerin Arap-Afrika plakası ile Anadolu plakası arasında meydana gelen çarpışmaya bağlı kalınlaşma ve bununla birlikte litosferin incelmesi ile meydana gelen sığ mantodaki bölümsel ergimelerin oluşmalarıyla meydana geldiklerini öngörmüşlerdir. Ayrıca bölgede sıcak su ve magmatik kökenli gaz çıkışlarına dayanarak volkanik etkinliğin tam sona ermediğini belirtmişlerdir.
Ercan vd. (1992), tarafından ortaya konulan çalışmada, Hasandağ volkanizmasının K/Ar yöntemiyle 780000±13000 ile 277000±19000 yıl aralığında yaşa sahip olduğunu ve en son lav akıntısının bu volkanizmanın güney bölümünde olduğunu belirtmişlerdir.
Göncüoğlu ve Toprak (1992), Hasandağ’daki volkanizmaya ait ilk ürünlerin ignimbirit ve tüflerden meydana geldiğini, ilk evreye ait lavların Hasandağ’ın kuzeybatı yönüne, son evreye ait olan lavların ise güney ve doğuya aktığını belirtmişlerdir. Ayrıca orta Miyosen’den başlayarak devam eden volkanizma ile faylanmalar arasında bağlantı bulunduğunu öne sürmüşlerdir.
Temel (1992), Kapadokya Bölgesinde yer alan piroklastik kayaçların stratigrafik istifini, bu istifi oluşturan birimlerin petrolojik ve jeokimyasal özelliklerini, bunların korelâsyonlarını, kökenlerini ve volkanizma-bölgesel tektonik ilişkisini araştırmıştır. Çalışma kapsamında yapılan jeokimyasal ve petrolojik inceleme sonuçları ile volkanitlerin Sr ve Nd izotopik bileşimlerinin (87
Sr/86Sr= 0.704510-0.706497;
143
Nd/144Nd=0.512498-0.512771) olarak saptamıştır. Bu volkanitlerin büyük ölçüde manto bileşimli bir magmanın fraksiyonel kristalleşmesi sonucu oluştuklarını bunun yanında patlamalı volkanitlerin oluşumunda, lavlardan farklı olarak kabuksal kirlenmenin de rolü olabileceğini vurgulamıştır. Jeokimyasal açıdan Kapadokya volkanitlerinin aktif kıta kenarlarına özgü volkanitlere benzerlik göstermekte olduğunu bu nedenle çalışmanın yapıldığı Kapadokya bölgesindeki volkanitleri oluşturan mağmanın kökenini, Geç Eosen-Erken Miyosen'de Afrika levhasının Avrasya'ya yaklaşması (Şengör ve Yılmaz, 1983) ile bu iki levha arasında yer alan okyanusal kabuğun Anadolu levhası altına dalması ile oluşan magma ve volkanitlerin ortaya çıkmasının ise Geç Miyosen'de Afrika-Avrasya levhalarının Bitlis Kenet Kuşağı
boyunca çarpışmaları sonucu bölgede meydana gelen gerilme tektoniğinin etkisi ile oluşan kırık hatları ile ilişkili olduğunu ortaya koymuştur.
Ercan vd. (1994), Erciyes volkanlarının ilk aktivitesinin 2.5 my. önce Koçdağ volkanizmasıyla başladığını K/Ar yaşı ile bulmuşlardır. Merkez koninin 1 my. önce geliştiğini ve volkanik aktivitenin tarihsel zamanlara kadar devam ettiğine değinmişlerdir.
Dirik ve Göncüoğlu (1996), Orta Anadolu Kristalin Kompleksi ve bunun Tersiyer kabuğunun Neotektonik yapılar tarafından parçalara ayırdığını ortaya koymuştur. Neotektonik dönemin Orta Anadolu’da Tuzgölü fayı, Ecemiş fayı ve Yozgat-Akdağmadeni-Boğazlıyan fayı olmak üzere üç ana fay sistemi ile temsil edildiğini, Tuzgölü fayının Orta Anadolu Kristalin Kompleksinin BGB’sında ve KB-GD yönlü olduğunu, Ecemiş fayının Orta Anadolu Kristalin Kompleksinin doğusunda olup GB yönelimli olduğunu ve Yozgat-Akdağmadeni-Boğazlıyan fayının KB-GD ve KD-GB yönlü çift yönlü bileşik bir fay sisteminden oluştuğunu belirtmiştir.
Aydemir (1996), Orta Anadolu tektonik modelini jeofizik veriler kullanarak incelemiş ve bu verileri mevcut veriler ile karşılaştırmıştır. Havadan manyetik, gravite, sismik ve sismolojik veriler kullanarak inceleme alanının bir tektonik modelini ortaya koymuş ve Şereflikoçhisar–Aksaray ve Ecemiş fayı arasında bulunan tektonik kuşağın jeolojik ve jeofizik verilerinin ışığında aydınlığa kavuşturulduğunu belirtmiştir.
Temel vd. (1998), Kapadokya’da yüksek K’lu kalk-alkalen volkanik kayaçların en az 1000km3hacimde ve yaklaşık 40.000km2bir alanı örttüğünü ve bu volkanik kayaçların Arap ve Avrasya plakalarının çarpışmasıyla ilişkili olarak Geç Miyosen’le Kuvaterner arasında oluştuğunu açıklamaktadırlar. Jeokimyasal verilerin çalışılan volkanik birimlerin kökeninde manto katkılı magmanın fraksiyonel kristalizasyonun etkisi olabileceğine, fakat kabuksal kontaminasyonun zamanla gelişen başlıca süreç olduğundan bahsetmişlerdir.
Whitney ve Dilek (1998) çalışmasında, Niğde masifinin Orta Anadolu’da bir çekirdek kompleksi olduğunu Alpin kuşağına geçişte tabaka kalınlıklarının azaldığını ve kabuk kayaçların yüzeylendiğini belirtmiştir. Sillimanit, potasyum feldispat, gnaysların ve
kısmen Barroviyen boyunca ergiyiklerin meydana geldiğini belirtmiştir. Çalışma alanı içerisinde bulunan düşük basınç minerallerinin granitik magmanın yerleşiminden sonra düşük sıcaklıklarda sığ derinliklerde (<10 km) orta kabuk kayaçlarının yüzeylenmesi tarafından kabuk kalınlığının düştüğünü ortaya koymuştur.
Dirik vd. (1999), Bölgedeki jeodinamik ortamın değişimi, rotasyonel hareketler ve birbirini kesen fay sistemleri ile ilişkili olduğunu ve büyük olasılıkla bu hareketlerin ekstansiyon oranının değişmesine ve kabuk-ölçekli kırık sistemlerinin gelişmesine neden olduğunu orta koymuştur. Bu faylar ve kırık sistemlerinin, magma yerleşimi/erüpsiyonu için çıkış yolları olduğunu ve magmanın yeraltında kalma süresini ve böylece kabuk materyaliyle olan etkileşimi kontrol ettiğini belirtmiştir.
Dirik ve Erol’un (2000) ortaya koydukları çalışmada, doğuda KB-GD doğrultulu, yüksek açılı normal fay bileşenli sağ-yanal doğrultu atımlı Tuz Gölü fay zonu, batıda sağ-yanal doğrultu atımlı Eskişehir-Sultanhanı fay sistemi ve GB da yüksek açılı normal fay karakterli Altınekin fay zonunun Orta Anadolu’nun en önemli yapısal unsurları olduğunu, bunlardan ilk ikisinin Tuzgölü havzasının gelişmesinde başından itibaren, Altınekin fay zonunun ise Pleyistosen’den başlayarak Tuzgölü’nün şekillenmesinde önemli rol oynadığını belirtmiştir. Ayrıca deprem merkezlerinin dağılımı bu fay zonlarının halen aktif olduğunu kanıtladığını ortaya koymuştur.
Gevrek ve Kazancı (2000), maar çökellerinin freatomagmatik patlamanın tek bir döneminde iki olay ile birlikte oluştuğunu, ikinci olay doğada nispeten kuru iken ilk olayın yaş püskürme bulutları oluşturduğunu belirtmiştir. Piroklastik volkan külünün yoğunluğunun tahmininin, freatomagmatik patlama süresinde bir fay boyunca kesişen maardan çıkmış gazın yoğunluğu ile ilişkisinin önemli bir eksikliği gösteren maarın boyutları ile karşılaştırmıştır. Magmanın nispeten küçük bir kısmının fay boyunca sokulum yaptığını ve freatomagmatik patlamayı oluşturmak için fay zonunda meteorik sular ile karıştığını ve fay zonunda bir hidrotermal sistemin varlığının Narköy maarının oluşumunda ve patlama şeklini etkilemede önemli olduğunu ortaya koymuştur.
Dirik (2001) yapmış olduğu çalışmada, Orta Anadolu’nun Geç Miyosen-Pliyosen den beri Neotektonik deformasyona maruz kaldığını, birçok fayın ve havzanın bu dönemde oluştuğunu veya bu dönem boyunca tekrar harekete geçtiğini ileri sürmüştür. Orta
Anadolu’nun doğusunun Orta Anadolu fay zonu olarak adlandırılan KD-GB yönlü, sol yanal atımlı yapılardan oluştuğunu belirtmiştir.
Arcasoy vd.’nin (2004) çalışmasında, Kapsamlı Şerit Tabanlı Çizgisellik Algılama (Comprehensive Strip Based Lineament Detection (COSBALID)) yöntemi ile nokta yapılardan çizgisellikleri algılamaya çalışmışlar ve bu uygulamayı Kapadokya volkanik provensi içerisinde 94 volkan konisine uygulamışlardır. Metodun ana adımlarını; 1) CBS kullanarak bir veritabanı oluşturulması, 2) şeritlerin yapılandırılması (poligonlar), 3) Bir başlangıç (şerit) veritabanının oluşturulması, 4) ham tabanların tespit edilmesi, 5) mesafe filtreleme, 6) doğrusallık kontrolü 7) tekrarlama ve fazlalık denetimi 8) nokta yapıların çeşitli özelliklerine göre daha fazla analiz olmak üzere 8 bölümde irdelemiştir.
Şen vd. (2004), çarpışma sonrası Kuvaterner volkanizmasını petrojenetik modelleme çalışmaları ile açıklamaya çalışmışlardır. Yaptıkları çalışmada Orta ve Doğu Anadolu volkanik kayaçlarının kaynak karakteristiklerini belirlemek için iz element diyagramları ile REE modellemelerini kullanarak Orta Anadolu volkanizmasının (Hasandağ ve Erciyes strato volkanları) oluşumunda genellikle litosferik manto kaynağının ergimesinin hakim olduğunu belirtmişlerdir.
Doğan vd.’in (2008)’in yaptıkları deneysel çalışmada MELTS modeli ile deneştirmişler ve Hasandağ volkanizmasının oluşum modelini çıkarmışlardır. Çalışmalarında Hasandağ volkanitlerinin daha önceki çalışmalardan farklı olarak “izobarik-izoentalpik’’ bir magma karışım volkanizması sonucunda oluştuğunu bulmuşlar ve Hasandağ volkanizmasını oluşturan magma odasındaki basınç aralığının 100-150 MPa, sıcaklık aralığının ise 800-830°C olduğunu göstermişlerdir. Bu koşullar ile Hasandağ magma odasının yaklaşık olarak 4-6 km derinlikte bulunduğunu belirtmişlerdir. Volkanik yay tipi tektonik ortamlarda, magma karışım modellerinin çok önemli olduğunu fakat ısı ve kütle transferi hesaplarının aynı zamanda değerlendirilerek yani termodinamik bir bütünlük sağlanarak yapılması gerektiğini vurgulamışlardır.
Aydemir (2009), Orta Anadolu’nun tektonik modelini jeofiziksel veriler kullanarak incelemiş ve mevcut tektonik modellerle karşılaştırmıştır. Yine bu çalışmada bölgenin tektonik kaçış modeli incelenmiş ve bölgesel aeromanyetizma, gravite, sismik ve sismolojik verileri detaylı olarak tartışmıştır. Bu çalışmadan elde ettiği sonuçlara göre
Şereflikoçhisar-Aksaray ve Ecemiş fayları arasındaki tektonik kaçışın varlığı ve modelin altındaki jeolojik nedenlerin jeofiziksel ve jeolojik veriler ile aydınlatıldığını belirmiştir.
Genç ve Yürür (2010) yapmış oldukları çalışmalarında, Konya ve Yozgat illeri arasında BGB-KKD yönlü yaklaşık bir 300km lik alanı kaplayan yeni yapısal veriler sunduklarını, bu verilerin orta Anadolu Senezoyik yaşlı tektonik rejiminin genişlemeli olduğunu gösterdiğini ve ilk kez gravitasyonel hareketler sonucunda sığ kıvrım/bindirmelerin kabuk yakınlaşmasının delili olarak alındığını belirtmiştir. Araştırmacıya göre bu değerlendirmeler; 1) Orta Anadolu’daki kabuğun gerilmeden dolayı deforme olduğunu ve Orta Anadolu fay zonu gibi çapraz fayların gerilmeye neden olduğunu, 2) Geç Kretase yaşlı kabuk genişlemesinin Kapadokyada sıcak ve düşük yoğunluklu materyallerin yerleşmesine neden olduğunu ve bunun Rayleighe Taylor dengesizlik olayı ile açıklanabileceğini, 3) Orta Anadoluda, Eosen yaşlı yatay kabuk sıkışmalarının (tahmin edilen en az 50 km ) daha önce ileri sürüldüğü gibi kabuk sıkışmasından değil genişlemeli yüzey tektoniğinden elde edilmekte olduğunu, 4) Tetis kenet hatlarının, izlerinin genişleme sıkışmasından dolayı değişmiş olabileceği için incelenmesi gerektiğini belirtmektedir.
Yıldırım (2014) çalışmasında, Tuz Gölü fay zonu karşısında bulunan kanal gradyanlarını ve fay oluşturan dağ önlerinin jeomorfik analizlerini incelemiştir. Kanal gradyan analiz sonuçlarının fay zonunun her bir segmentinin aktif olduğunu ortaya çıkardığını ayrıca dağ kıvrımları ve vadi genişliğinden vadi yüksekliğine oran analizlerinde onların aktivite derecelerinin azaldığını işaret ettiğini ve bu sonuçların fay zonunun farklı kesimleri içerisinde spesifik alanlardan uzun dönemde anlaşılan kayma hızı hesaplamaları ile birbirini tutmakta olduğunu ortaya koymuştur. Yukarıda ortaya konulduğu üzere Kapadokya bölgesinde yapılan çalışmaların önemli bir bölümü bölgedeki volkanizma ve tektonizma ile ilgilidir.
Bölgedeki jeotermal kaynakların özellikleri ile ilgili çok az çalışma vardır (Kazancı vd., 1995; Afşin ve Baş, 1997; Burçak, 2006; Burçak, 2009; Şener, 2011; Emre, 2012 ve Afşin vd., 2014). Yapılan bu çalışmalar jeotermal kaynakların hidrojeokimyasal ve jeokimyasal özellikleri ile ilgilidir. Bu konuda yapılan bazı çalışmalar aşağıda kısaca özetlenmiştir.
Kazancı vd. (1995), Orta Anadolu’da bulunan üç turba birimini incelediğini ve bu turbaların en çarpıcı özelliğinin genç yaşı ile uyumsuz yüksek kalorifik değeri ve çok sığ derinliklerde olması olduğunu belirtmiştir. Dahası nispeten ağır iklim koşullarına ve sınırlı bitki çeşitliliğine rağmen turbaların nispeten kalın olması bitki yetişmesinde oldukça uyumlu olduğunu ortaya koymuştur. Maardaki jeotermal aktivite ve yüksek sıcak akışkanın hem bitki yetişmesinde ve gelişmesinde uygun mikroçevresel ortamlar sunduğunu hem de birikmiş bitki materyalinin hızlı turbalaşması için uygun olduğunun düşünüldüğünü savunmuştur.
Afşin ve Baş (1997), Aksaray-Niğde arasındaki bazı önemli soğuk ve sıcak su kaynaklarının hidrokimyasal ve izotopik incelenmesi ve kökensel yorumunu yapmışlardır. Bazıları tedavi etme ve içme suyu özelliğine sahip bu kaynakların yüzey suları ile karışarak kendilerine özgü fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişmeleri hidrokimyasal ve izotopik açıdan incelemişler ve Tuzlusu, Koçpınar ve Dertalan kaynaklarının koruma alanlarını belirlemişlerdir.
Burçak (2006), Aksaray jeotermal sahaları (Acıgöl-Ziga-Şahinkalesi) jeotermal ısı kaynaklarını jeoloji, su kimyası, izotop hidrolojisi, hidrotermal alterasyon ve manyetotellürik çalışmalarla araştırarak jeotermal sistemlerin kavramsal modellemesini ortaya koymuştur.
Burçak (2009), MTA’nın 2003-16b-41 ve 2004-13E-14 nolu Aksaray (Ziga-Acıgöl ve Şahinkalesi) jeotermal sahalarının jeotermal (jeoloji, jeokimya ve jeofizik) etüt raporundan yararlanarak hazırlamış olduğu çalışmasında, Ziga, Acıgöl ve Şahinkalesi jeotermal alanlarında yaptığı hidrotermal alterasyon çalışmalarında alterasyona sebep olan akışkanların yaklaşık 100oC sıcaklıkta ve asidik-zayıf asidik pH koşullarına sahip
akışkanlar olduğunu belirtmiştir. Yapmış olduğu su kimyası çalışmalarında alandaki soğuk suların Ca-Mg-HCO3 ve CaHCO3 tipinde olduğunu fakat Acıgöl sıcak sularının B
içeren Na-Ca-HCO3-Cl tipinde, Ziga sıcak sularının B içeren Na-Cl-HCO3 tipinde ve
Şahinkalesi sıcak sularının ise Ca-Na-HCO3 tipinde mineralce fakir sular olduğunu
ortaya koymuştur. Cl
-entalpi ve SiO2 entlapi karışım modellerine göre alandaki
rezervuar sıcaklığını 190 oC, soğuk su karışım miktarını ise %70-81 olarak hesaplamış
hesaplarına göre beklenen rezervuar sıcaklığının Acıgöl için 160-181 o
C, Ziga için 119-145 oC ve Şahinkalesi için de 135-159 oC olduğunu ortaya koymuştur.
Şener (2011), Niğde ili ve yakın civarının alterasyon özelliklerini incelediği çalışmasında,inceleme alanı içerisinde bulunan alterasyon zonlarından aldığı örneklerden yapılan XRD incelemelerine göre; illit, smektit, opal, korund, alunit ve jarosit gibi alterasyon mineralleri ile plajiyoklas, amfibol, piroksen, biyotit ve kuvars gibi birincil mineraller saptanmıştır. Yapılan kimyasal analiz sonuçlarına göre SiO2
(46.34-69.34), Fe2O3 (1.01-31.48), Al2O3 (9.20-27.81) ve K2O (0.66-3.95) yüzde
değerleri sunduğunu ve bu sonuçlardan hareketle Niğde il merkezinde potasik ve ileri arjilik bir alterasyon saptadığını ayrıca elde edilen petrografik ve kimyasal analiz sonuçlarına göre bölgede 120-150 oC lik bir jeotermal ve/veya hidrotermal akışkan etkilerinden söz edilebileceğini ortaya koymuştur.
Emre (2012), Aksaray Ilısu, Kitreli jeotermal alanındaki sıcak ve mineralli sular ile ilgili çalışmasında araştırmacı, inceleme alanındaki sulardan, Kitreli sıcak ve soğuk sularının Ca-Na-SO4tipinde, Kırkgözler, Melendiz çayı ve Ilısu soğuk sularının
Ca-Na-HCO3 tipinde ve Ilısu sıcak suyunun Na-Ca-HCO3 tipinde sular olduğunu belirtmiştir.
Ayrıca araştırmacı, inceleme alanından aldığı kayaç örneklerinden incekesit ve parlak kesitler yapılmış olup, incelenmeler sonucu mineral içeriklerinin, yapı-dokularının ve minerallerin alterasyon oranlarının açığa çıkarıldığını ortaya koymuştur.
Afşin vd. (2014) çalışmalarında, Kapadokya bölgesindeki hidrotermal kaynak sistemlerinde karışım sularının hidrojeolojik süreçlerde etkili olduğunu, bütün suların derin zonlardan faylar boyunca yüzeye çıktığını ve yüzeye çıkış esnasında daha sığ derinliklerdeki meteorik kökenli soğuk sularla karıştığını belirtmiştir. Çalışmasında incelediği suların kimyasallarının farklı olduğunu ancak tüm suların eğiliminin Ca– HCO3 den Na–Cl ye doğru olduğunu ve δ18O and δDkonsantrasyonuna göre suların
tümünün meteorik kökenli sular olduğunu, bahar ve yaz aylarında İklimsel izotopik değişimlerin çok küçük miktarda farklılık gösterdiğini ve bu taze meteorik suların çatlaklı zonlardan süzülerek hızla akışkan sisteme karıştığını ortaya koymuştur.
BÖLÜM II
İNCELEME ALANI VE ÇEVRESİNİN JEOLOJİSİ
2.1 Giriş
Orta Anadolu Bölgesi’nin güneyinde yer alan çalışma alanında, tektonostratigrafik olarak en altta bulunan Niğde masifinde, alttan üste doğru Göncüoğlu (1977) tarafından adlandırılan Paleozoyik yaşlı meta kırıntılardan oluşan Gümüşler formasyonu, meta karbonat ve kırıntılı ardalanmasından oluşan Kaleboynu formasyonu, en üstte ise metakarbonat ve/veya mermerlerden oluşan Aşıgediği formasyonu yüzlek vermektedir. Duraylı bir kıta kenarını temsil eden ve Niğde grubu olarak adlandırılan Göncüoğlu (1977) ve çalışma alanının temelini oluşturan bu istifin üst seviyelerinin GD kesiminde, Niğde grubu ile birlikte deformasyon ve metamormizma geçirmiş ofyolitli karmaşıklar gözlenirken GB ve kuzey kesiminde Kapadokya volkanitleri gözlemlenmektedir (Göncüoğlu, 1977; Batum, 1978).
Göncüoğlu (1977) tarafından OAKK olarak adlandırılan bölge içerisinde yer alan çalışma alanının doğusu sol yönlü doğrultu atımlı Ecemiş fayı, batısı düşey atım bileşenli sağ yönlü Tuzgölü fayı ve kuzeyi KB-GD ve KD-GB yönlü doğrultu atımlı bir bileşik fay olan Kızılırmak fayı ile sınırlandırılmıştır. Çalışma alanının tüm jeolojik özelliklerini etkileyen bu fay sistemleri içinde Keçiboyduran-Melendiz, Hasandağ, Göllüdağ, Derinkuyu ve Yeşilhisar fayları gelişmiştir.
2.2 Çalışma Alanının Genelleştirilmiş Stratigrafisi
Şengör ve Yılmaz’a (1981) göre günümüzden yaklaşık 15 milyon yıl önce Geç Miyosen de Arap plakasının Anadolu levhasına çarpması ile başlayan Neotektonik dönem içerisinde Anadolu levhası doğu da sıkışma batı da ise gerilme kuvvetlerinin etkisi altında kalmıştır. Bu çarpışma sonucu meydana gelen yitim zonlarında ortaya çıkan plaka tektoniği süreçleri içerisinde gelişen Kuzey Anadolu fayı, Ecemiş fayı ve Tuz Gölü fayları ile sınırlandırılan bölge Orta Anadolu Kristalin Kompleksi olarak adlandırılmaktadır (Şekil 2.1).
Paleozoyik yaşlı metamorfik kayaçların temeli oluşturduğu bu bölgede gelişen volkanizmanın yoğun olarak gözlendiği Kapadokya yöresi ise Orta Anadolu volkanik provensi ve/veya Kapadokya volkanik provensi olarak adlandırılmaktadır (Göncüoğlu vd., 1991).
Bu volkanik provens içinde Miyosen-Pliyosen ve Kuvaterner olmak üzere iki farklı dönemde stratovolkanlar, monojenetik bacalar (bazaltik maarlar, piroklastik koniler, lav domları) ve çok safhalı ignimbirit çıkışları yer almaktadır. Bu volkanlardan Karacadağ ve Melendiz volkanizmaları Miyosen-Pliyosen döneminde, Hasandağ ve Erciyes volkanizmaları ise Kuvaterner döneminde aktiftirler (Toprak, 1998).
Şekil 2.1. Kapadokya volkanik kompleksi’nin Türkiye volkano-tektonik haritası üzerideki konumu (Bozkurt, 2001 ve Aydın, 2009’dan güncellenmiştir)
Kapadokya volkanik provensi içerisinde yer alan çalışma alanına ait bölgesel anlamda genelleştirilmiş stratigrafik kesit Şekil 2.2’de sunulmuştur. Önceki çalışmalar kısmında belirtilen, bu çalışma kapsamında yapılan incelemelere göre ve Şekil 2.2’de görüleceği üzere temel birimler Paleozoyik yaşlı metamorfik kayaçlar oluşturmaktadır. Kuzey kesimlerde Kırşehir masifi, güney kesimlerde ise Niğde masifine ait bu metamorfik kayaçlar gnays, şist ve mermer ardalanması sunmaktadırlar. Bu birimler üzerine sokulumla gabro ve granodiyoritler gelmekte ve gerek granitik gerekse ofiyolitik kayaçlar Eosen-Erken Miyosen dönemine ait sedimanter birimler tarafından uyumsuz olarak örtülmektedir. Bu sedimanter birimler üzerine de Kapadokya volkanik provensini
oluşturan Miyosen-Pliyosen ve Kuvaterner yaşlı volkanik birimler ile sedimanter birimler gelmektedir (Şekil 2.2; Çizelge 2.1).
Şekil 2.2. Çalışma alanının genelleştirilmiş bölgesel stratigrafisi (Göncüoğlu, 1981; Yetiş, 1984; Burçak, 2006 ve Kavurmacı, 2010’dan geliştirilerek)
Çizelge 2.1. Çalışma alanının stratigrafik korelasyonu
Kayseri Kapadokya Aksaray KD Niğde W Niğde Çamardı Niğde-Ulukışla Koralay. (2006) Temel, (1992) ve Le Pennec vd., (2005) Burçak, (2006) Şener, 2011 Yetiş, (1978) Clark ve Robertson, (2002) Alüvyon, Yamaç Molozu Alüvyon-Traverten Yamaç Molozu Alüvyon
Eski Alüvyon Kumtepe, Air fall deposits Acıgöl Piroklastikleri Alüvyon Alüvyon Traverten Göllüdağ Riyoliti Traverten Çatalca çakıltaşı
Hasandağ Külü S Kışladağ, kireçtaşı-kiltaşı
E Üst Seksenveren T., bazalt Valibaba, welded ignimbrite Bor Bazaltı
N Pliyosen İncesu ignimbrit Karasal çökeller
O Namlıtarla, andezit Melendizdağ andeziti
Z T A.Pliyosen Kızılkaya ignimbrit Kızılkaya, welded ignibrite Kızılkaya İgnimbriti
O E Gelveri Lavı
Y R Gelveri İgnimbriti
İ S Bazalt Topuzdağ, Lav Selime Tüfü Melendizdağ Tüfü K İ Üst Sofular, ignimbrite with air fall deposit
Y Miyosen Gördeles, ignimbrite
E Dasit Tahar, ignimbrite Melendizdağ Aglomera
R Cemilköy, ignimbrite Aktoprak Formasyonu
Andezit Damsa, Lava Karakaya Formasyonu Gökbez Formasyonu Burç Formasyonu (Marn) Sarımaden, ignimbrite and air fall dep.
Zelve, İgnimbrti
İgnimbrit, karasal çökeller Kavak, ignimbrtie with air fall Göstük İgnimbriti Havuzlu İgnimbriti O. Miyosen Bazalt-Andezit
A. Miyosen Karasal çökeller Göstük Tüfit, konglomera Çanaktepe Formasyonu
Oligosen Çukurbağ Formasyonu
Çakıltaşı, kumtaşı, Mezgit Grubu Kabaktepe Formasyonu
Eosen çamurtaşı Çamardı Formasyonu Kaleboynu Formasyonu Bozbeltepe F. Çayraz Formasyonu Ulukışla Formasyonu Ulukışla Formasyonu
Ulukışla Formasyonu Ulukışla Formasyonu
Paleosen Çamardı Formasyonu Halkapınar Formasyonu
Kretase Granit, Granodiyorit Baranadağ Granitoidi Üçkapılı Granodiyoriti Çiftehan Birimi ve Gabrosu Mazmılı Ofiyoliti Alihoca Ofiyolitik Melanjı
Sineksizyayla, Metagabro Bolkar Karbonat Platformu
Jura Demirkazık Kireçtaşı
Triyas Maden Kireçtaşı
Permiyen Maden Kireçtaşı
Kırşehir Masifi Bozçaldağ Mermerleri Aşıgediği Metamorfikleri
Kaleboynu Metamorfikleri Niğde Metamorfikleri Tamadağ Şist ve Gnays Gümüşler Metamorfikleri
M es o zo y ik P al eo zo y ik K u v at er n er P liy o se n M iyo se n 17
2.3 Stratigrafi ve Bölgesel Jeoloji
Kapadokya jeotermal provensi olarak adlandıran çalışma alanı Orta Anadolu volkanik provensi ile ilişkili olarak KB-GD yönlü yayılım gösterir ve yaklaşık 1972 km2 lik bir alan içerisinde yer alır. Çalışma alanının temelini Niğde masifi oluştururken, B sınırı Tuzgölü baseni, K-KB sınırı Kırşehir Masifi, KD sınırı Sivas baseni GD sınırı Toroslar ve GB sınırını ise Ulukışla baseni ile çevrelenmiştir (Şekil 2.3).
Çalışma alanının batı sınırını oluşturan Tuzgölü baseni, Orta Anadolu’nun karmaşık sistemi içerisinde yer alan bir alt havzadır. Kuzeydoğu yönlü bir dalma batma zonu boyunca yay önü havza olarak Geç Miyosen-Geç Pliyosen döneminde evrimini tamamlamıştır (Görür vd., 1984). Tuz Gölü baseni Geç Kretase- Miyosen zaman aralığında yer yer uyumsuz olarak çeşitli birimler içerir. Geç Miyosen–Geç Pliyosen zaman aralığında ise gölsel ve akarsu çökelleri tarafından örtülmüştür.
Çalışma alanının KD’ sınırını oluşturan Sivas havzası; OAKK içerisinde yer almakta olup, Türkiye’nin iki ana tektonik kuşağı olan Anatolit ve Torid arasında yer alır. Anatolit ve Torid kuşakları Erken Tersiyerde Neotetis’in kuzey kolunun kapanımı boyunca oluşmuş ve Eosen-Miyosen yaşlı kıtasal çökeller ile örtülmüştür (Carter vd., 1991).
Çalışma alanının GB sınırını oluşturan Ulukışla havzası; Tersiyer yaşlı yay volkanitlerin egemen olduğu sığ denizel ve lagüner ortam çökellerinden oluşur. Havza Anatolit ve Toridler arasında oluşmuş kuzey yönlü bir yitimin ürünü olduğu ileri sürülmektedir (Clark ve Robertson, 2005).
Çalışma alanının GD sınırını oluşturan Toridler; ağırlıklı olarak DB yönlü genişleyen ana bir tektonik kuşağı oluşturmaktadır. Toridler, Ordovisiyen’den ve muhtemel olarak Kambriyen’den itibaren-Miyosen sonuna kadar denizel fasiyeste gelişmiştir. Paleozoik ile Mesozoik formasyonlar devamlı, konkordan serilerden oluşmaktadır. Toroslar bölgesinde ilk Alpin Orojenik hareketler, hafif olmakla beraber, Alpin Orojenez devresinin ilk safhaları olan Kimmericiyen safhası ile başlamış ve bunu, Austrid safhası takip etmiştir (Ketin, 1966). Bu kuşak kendi içerisinde farklı stratigrafik ve yapısal karakterlere sahip yedi ayrı tektonik birime ayrılmıştır (Özgül, 1976).
Şekil 2.3. Çalışma alanının jeoloji haritası (1/100000 ölçekli MTA haritalarından yararlanılmıştır)
Çalışma alanının K-KB sınırını oluşturan Kırşehir masifi; Orta Anadolu kristalin kompleksinin kuzey kısmını oluşturmaktadır (Göncüoğlu vd., 1991). Masif orta-büyük ölçüde Paleozoik metamorfik kayaçlardan oluşur, üzeri Geç Kretase yaşlı ofiyolitler tarafından örtülmüş ve Geç Kretase-Paleosen granitleri tarafından kesilmiştir (Seymen, 1984).
Çalışma alanının temelini oluşturan Niğde masifi; litolojik karakterler olarak Kırşehir masifi ile ayni özelliklere sahiptir. Metamorfik kayaçlaın yaşı Paleozoik-Mesozoik olarak saptanmıştır. Yapılan radyometrik incelemelere göre yüksek sıcaklık düşük basınç tipi metamorfik kayaçların yaşı Geç Kretase olarak verilmiştir. Niğde ve Kırşehir masifleri Eosen veya daha genç birimlerin ardalanmalarından oluşan kayaçlarla örtülmektedir (Göncüoğlu, 1981; Göncüoğlu, 1986).
2.4 Çalışma Alanının Stratigrafisi
Çalışma alanının temelini Niğde masifi (grubu) üyeleri oluşturmakta ve yüzeyde Orta Anadolu volkanik provensinin ürünleri bulunmaktadır. Çalışma alanı Niğde, Nevşehir ve Aksaray olmak üzere üç farklı bölge olarak ele alınmış ve çalışma kapsamında üç ayrı bölgenin stratigrafileri deneştirilerek Kapadokya bölgesinin stratigrafik korelasyonu oluşturulmuştur (Çizelge 2.1).
2.4.1 Niğde yöresi
Niğde yöresinde temel birimleri oluşturan ve Göncüoğlu (1977) tarafından Niğde grubu olarak adlandırılan birim alttan üste doğru Gümüşler, Kaleboyunu ve Aşıgediği formasyonları olarak ayırtlanmaktadır. Üçkapılı granodiyoriti tarafından kesilen bu birimler aşağıda özet olarak sunulmuştur (Şekil 2.4).
2.4.1.1 Gümüşler metamorfiği
İlk kez Göncüoğlu (1985) tarafından adlandırıla birim, Niğde metamorfiklerinin görünür en alt bölümünü oluşurmakta ve kısmi ergime gösteren sillimanit-biyotit gnays ile başlamaktadır.
Şekil 2.4. Niğde ve çevresinin genelleştirilmiş stratigrafik sütun kesiti (Göncüoğlu, 1981 ve Yetiş, 1984’den değiştirilerek alınmıştır)
