1
DOKUZ EYLÜL ÜN VERS TES
FEN B L MLER ENST TÜSÜ
SAL HL JEOTERMAL ALANLARININ
H DROJEOLOJ K VE H DROJEOK MYASAL
NCELENMES
Tu banur ÖZEN
Temmuz, 2009 ZM R
2
NCELENMES
Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi
Jeoloji Mühendisli i Bölümü, Uygulamal5 Jeoloji Anabilim Dal5
Tu banur ÖZEN
Temmuz, 2009 ZM R
ii
DOKTORA TEZ SINAV SONUÇ FORMU
TU7BANUR ÖZEN, taraf ndan PROF. DR. GÜLTEK N TARCAN yönetiminde haz rlanan “SAL HL JEOTERMAL ALANLARININ H DROJEOLOJ K VE H DROJEOK MYASAL NCELENMES ” ba l kl tez taraf m zdan okunmu , kapsam ve niteli i aç s ndan bir doktora tezi olarak kabul edilmi tir.
Prof. Dr. Gültekin TARCAN
Yönetici
Doç. Dr. Ünsal GEM-C- Doç. Dr. Kadriye ERTEK-N
Tez -zleme Komitesi Üyesi Tez -zleme Komitesi Üyesi
Prof. Dr. Remzi KARAGÜZEL Prof. Dr. Necdet TÜRK
Jüri Üyesi Jüri Üyesi
Prof. Dr. Cahit HELVACI Müdür
iii
Bu çal ma Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisli i Bölümü’nde haz rlanan doktora tezi çal mas olup Dokuz Eylül Üniversitesi KB.FEN.016 No’lu “Salihli (Manisa) Jeotermal Alanlar ’n n Hidrojeolojik -ncelenmesi” konulu Dokuz Eylül Üniversitesi Bilimsel Ara t rma Projesi kapsam nda desteklenmi tir.
Tez çal malar m süresince fikir, bilgi ve tecrübeleri ile çal malar ma katk sa layan tez izleme komitesi hocalar m Dokuz Eylül Üniversitesi Jeoloji Mühendisli i Bölümü Ö retim Üyesi Doç. Dr. Ünsal GEM-C- ve Fen Fakültesi Kimya Bölüm Ö retim Üyesi Doç. Dr. Kadriye ERTEK-N’e
Arazi çal malar mda ve tez çal malar m n de erlendirilmesinde önemli katk s olan ve ileride de birlikte çal may umdu um Ara Gör. Ali BÜLBÜL’e,
Yüksek Lisans ve Doktora e itimim süresince birlikte çal t m z, manevi deste ini her zaman hissetti im sevgili arkada m Jeo. Yük. Müh. Mine Sezgül KAYSER-’ye, mesleki bilgi ve yard mlar n esirgemeyen, Ö retim Görevlisi Dr. Cem KINCAL’a,
Tezimin arazi ve laboratuvar çal malar nda yard mc olan Yük. Müh. Cihan GÜNEB, Dr. Füsun Servin TUT HAKLIDR, Jeoloji Mühendisli i Bölümü ö rencilerinden K. Serkan EROL, Hale PAENIKLI, Bu ra GÜNAY ve Soner TEZEL ile arkada lar m Ekin KIRAN ve Mustafa BOZ’a,
Arazide uzun süreli çal malar m s ras nda sa lad klar imkânlar ve yard mlar ndan dolay ba ta Salihli Belediyesi personeli Jeo. Yük. Müh. Kerem Kadir OEUZ’a, Salihli Belediye Ba kanl ve Kur unlu Kapl cas Jeotermal Is tma Merkezi personeline,
iv
Tez çal mam n kontrolü ve düzeltmelerinde yard mlar n esirgemeyen Jeoloji Müh. Duygu ÜÇBAB, Bilge ARSLANTAB ve eme i geçen di er bütün arkada lar ma,
Çal malar m s ras nda zaman zaman bilgilerinden yararland m Prof. Dr. Bevki F-L-Z, Yard. Doç Dr. Niyazi AKSOY ve Dr. Servet YILMAZER’e,
1999 y l ndan bu yana yüksek lisans ve doktora e itimim süresince bilgi ve birikimlerinden daima yararland m; görü ve önerileriyle mesleki aç dan geli meme ve hayat mda yeni bak aç lar yaratmama çok büyük katk s olan, deste ini her zaman hissetti im sevgili hocam ve dan man m Prof. Dr. Gültekin TARCAN’a
Hayat m n her a amas nda yan mda olan ve e itimim hayat m boyunca gösterdikleri sab r, maddi ve manevi desteklerinden dolay her zaman minnettar oldu um sevgili annem Perizat ÖZEN, babam Hikmet ÖZEN, karde lerim Özge ÖZEN ve N. Özgün ÖZEN ile kuzenim Esin YALÇIN’a ve ailemin di er tüm bireylerine,
sonsuz te ekkürlerimi sunar m.
v ÖZ
Salihli jeotermal alanlar , Gediz Grabeni’nin güneyinde yer almaktad r. Çal ma alan , Kur unlu Kapl cas , Sart, Üfürük ve Caferbey jeotermal alanlar olmak üzere dört grupta incelenebilir. Bu çal mada söz konusu sahalardaki termal hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal özelliklerinin belirlenmesi amaçlanm t r. Çal ma alan n n temelini olu turan Menderes Masifi metamorfiklerine ait karbonatl kayaçlar karstik ve çok çatlakl olmalar ndan dolay geçirimlili i yüksek olup, termal ve so uk su kaynaklar için akifer olu tururlar. Baz yerlerde Menderes Masifi metamorfiklerine ait gnays ve kuvars-mika istler de jeotermal sistemlerin akiferi olma özelli i gösterirler. Bunlar örten Neojen tortul birimler bölgede farkl fasiyeslerden olu makta ve Ac dere, Göbekli ve Asartepe formasyonlar olarak adland r lmaktad r. Geçirimsiz veya az geçirimli olmalar nedeniyle jeotermal sistemlerin örtü kayac n olu turmaktad rlar. Bölgede geni bir yay l m sunan Kuvaterner alüvyon so uk sular için akifer özelli inde olmas aç s ndan önemlidir. S cak ak kan n ta n m yeralt ndaki fay ve k r k hatlar ile sa lanmaktad r.
Salihli jeotermal alan ndaki termal sular izotop içeriklerine göre meteorik kökenlidir. Kur unlu Kapl cas ve Caferbey Termal Sular genel olarak dü ük trityum yüksek Cl ve EC de erlerine sahiptir. Bundan dolay s cak sular derin dola ml ve yeralt nda kal süreleri uzundur. Sart-Çamur Kapl cas Termal Sular ise yüksek trityum ve dü ük Cl içeri ine sahip olup kar k su tipini yans tmaktad r. -nceleme alan ndaki tüm s cak sular, karbonat minerallerini (kalsit, aragonit ve dolomit) çökeltici özelliktedir. Kur unlu Jeotermal Alan ’nda iki farkl re-enjeksiyon kuyusundan uranin kullan larak izleyici deneyi yap lm t r. Sonuçlar, Kur unlu Jeotermal Alan ’nda permeabilitesi yüksek oldukça çatlakl bir rezervuar göstermektedir.
Anahtar kelimeler: Salihli, jeotermal, hidrojeoloji, hidrojeokimya, izotop hidrolojisi, toprak kirlili i, izleyici testi
vi
HYDROGEOLOGICAL AND HYDROGEOCHEMICAL STUDIES OF THE SAL HL GEOTHERMAL FIELDS
ABSTRACT
The study area is located in southern rims of the Gediz Graben. Salihli geothermal fields are geographically divided into four main groups; Kur unlu, Caferbey, Üfürük and Sart geothermal fields. In this study, geothermal and hydrochemical characteristics of thermal waters in the geothermal fields are described. The basement of the study area consists of Menderes Massif rocks, which are formed by highly fractured karstic marbles, granodiorite, gneiss and guartz-schist units are aquifers of the geothermal systems in the study area. Neogene sedimentary units occur in different facies in this area and are called as Ac dere, Göbekli and Asartepe formations overlie the Menderes Massif rocks. These units include poorly cemented clayey levels, have very low permeability as a whole and may locally act as cap rocks for the geothermal systems. Alluvium that extends wide in the region is the most important unit for cold ground water aquifer. Transports of thermal fluids are via faults and fractured zones.
Results of environmental isotope analysis show that thermal waters are of meteoric origin. Kur unlu Spa and Caferbey thermal waters have low tritium and high Cl and EC contents. Therefore thermal waters have long circulation velocity in depth. However, Sart-Çamur Spa thermal waters are also mixed water due to high tritium and low Cl contents.
Thermal waters in the study area are oversaturated with respect to carbonate minerals (calcite, dolomite and aragonite). Uranine was pumped into two different reinjection wells. As a result of the tracer tests indicated a geothermal reservoir with quite permeable fractures in the geothermal field.
Keywords: Salihli, geothermal, hydrogeology, hydrogeochemistry, isotope hydrology, sediment contamination, tracer test.
vii
DOKTORA TEZ- SINAV SONUÇ FORMU ... ii
TEBEKKÜR... iii
ÖZ ... v
ABSTRACT... vi
BÖLÜM B R – G R = ... 1
1.1 Çal man n Amac ... 1
1.2 Çal ma Alan n Yeri... 2
1.3 Co rafi Konum ve Morfoloji ... 2
1.4 -klim ... 4
1.5 Toprak ve Bitki Örtüsü... 4
1.6 Çal ma Yöntemleri... 5
1.6.1 Literatür Çal malar ... 5
1.6.1.1 Jeolojik, Tektonik ve Jeofizik Çal malar ... 5
1.6.1.2 Hidrojeolojik, Hidrojeokimyasal ve Jeotermal Amaçl Yap lan Çal malar ... 9
1.6.2 Arazi Çal malar ... 14
1.6.3 Laboratuvar Çal malar ... 14
1.6.4 Büro Çal malar ... 15
BÖLÜM K – ÖRNEKLEME VE ÖLÇÜM YÖNTEMLER ... 16
2.1 Örnekleme Yöntemi ... 16
2.1.1 Kimyasal ve -zotopik Analizler için Yap lan Su Örneklemesi... 16
2.1.2 Sediman ve Toprak Örneklemesi... 17
2.2 Ölçüm Yöntemleri... 18
2.2.1 Arazide Fiziksel Parametrelerin Ölçüm Yöntemleri... 19
2.2.1.1 S cakl k, Eh, pH ve EC(Elektriksel Kondüktivite) Ölçümleri... 19
viii
2.2.1.3 Hidrojen Sülfid (HS) Analizi ... 20
2.3 Laboratuvarda Ölçüm Yöntemleri... 21
2.3.1 ICP-MS Yöntemi ile Sular n Kimyasal Analizleri ... 21
2.3.2 Gravimetri (Çöktürme) Yöntemi ile Sülfat Analizi... 21
2.3.3 -zotop Analiz Yöntemi ... 23
BÖLÜM ÜÇ – JEOLOJ ... 24 3.1 Temel Kayalar ... 24 3.1.1 Granodiyoritler ... 24 3.2 Tortul Kayalar ... 27 3.2.1 Salihli Grubu... 27 3.2.1.1 Ac dere Formasyonu... 28 3.2.1.2 Göbekli Formasyonu... 29 3.2.1.3 Asartepe Formasyonu ... 29 3.3 Adala Grubu ... 30 3.3.1 Filiztepe Formasyonu ... 30 3.3.2 Mevlütlü Formasyonu... 30 3.4 Alüvyonlar... 30
3.5 Yap sal Jeoloji ... 31
BÖLÜM DÖRT – H DROJEOLOJ ... 35 4.1 Giri ... 35 4.2 Su Noktalar ... 35 4.2.1 Kaynaklar... 35 4.2.2 S ve Derin Kuyular... 36 4.2.3 Çe meler ... 36 4.2.4 Yüzey Sular ... 36 4.3 Hidrojeolojik Birimler... 37 4.3.1 Temel kayalar ... 37
ix
4.5 Yeralt Su Seviyesi ... 40
4.6 Yeralt Suyu Akifer Parametrelerinin Hesaplanmas ... 41
4.7 Jeotermal Alanlar ... 45
4.7.1 Sart Jeotermal Alan ... 46
4.7.2 Üfürük Jeotermal Alan ... 47
4.7.3 Caferbey Jeotermal Alan ... 48
4.7.4 Kur unlu Kapl cas Jeotermal Alan ... 48
BÖLÜM BE= – H DROJEOK MYA ... 52
5.1 Giri ... 52
5.2 Yeralt Sular nda Bulunan Önemli -yonlar ... 52
5.3 Yeralt Sular nda Bulunan -kincil -yonlar ve -stenmeyen Maddeler ... 56
5.4 Kimyasal Analiz Sonuçlar n n Hidrojeokimyasal De erlendirmesi ... 61
5.4.1 Hidrojeokimyasal S n fland rma... 61
5.4.1.1 Sular n Hidrojeokimyasal Fasiyes Kavram na Göre S n flamas .... 61
5.4.1.2 Piper ( Üçgen ) Diyagram ile Sular n S n fland r lmas ... 75
5.4.3 Suda Çözünmü Bile enler Aras ndaki -li kiler ... 79
5.5.4 Jeotermometre Uygulamalar ... 83
5.5.4.1 Kimyasal Jeotermometreler ... 83
5.5.4.2 Birle ik Jeotermometreler... 87
5.5.5 -nceleme Alan ’ndaki Temel Sular n Kabukla ma ve Mineral Doygunluk Özelliklerinin -ncelenmesi... 88
5.5.5.1 Kabukla ma Tipleri... 92
5.6 Su Kalitesi Aç s ndan De erlendirme ... 100
BÖLÜM ALTI – ZOTOP JEOK MYASI... 108
6.1 Giri ... 108
x
6.3 Radyoaktif -zotoplar... 111
6.4 Örnekleme ve Analiz Yöntemleri... 112
6.5 -zotop Jeokimyas Sonuçlar n n De erlendirilmesi ... 112
BÖLÜM YED – TOPRAK K RL L 7 ... 123
7.1 Giri ... 123
7.2 Kimyasal Analizlerin De erlendirilmesi... 123
7.2.1 Igeo S n flamas ... 123
7.2.2 EF S n flamas ... 129
7.2.3 PI S n flamas ... 133
BÖLÜM SEK Z– ZLEY C DENEY ... 136
8.1 Giri ... 136
8.2 Yeralt Suyu Ta n m ... 136
8.3 -zleyici Maddenin Özellikleri... 140
8.4 Flüoresan Konsantrasyon Ölçüm Cihaz ve Ölçüm Metodu... 141
8.4.1 -zleyicinin Re-enjeksiyon Kuyular na Verilmesi ve Örnekleme Yöntemi... 142
8.5 -zleyici Madde Miktar ... 144
8.6 Kur unlu Jeotermal Alan -zleyici Deneyi Çal mas ... 145
8.6.1 K-1 re-enjeksiyon Kuyusunda Yap lan -zleyici Deneyi... 145
8.6.2 K-17 re-enjeksiyon Kuyusunda Yap lan -zleyici Deneyi... 152
BÖLÜM DOKUZ–SONUÇLAR ... 155
KAYNAKLAR ... 169
BÖLÜM B R G R 1.1 Çal man n Amac
Bat Anadolu’da genle me tektoni ine ba l olarak bugünkü güncel morfolojilerini kazanan grabenler içerisinde birçok önemli jeotermal kaynaklar bulunmaktad r. Jeotermal alanlar bu güne kadar birçok ara t r c taraf ndan farkl
ekilde çal lm t r.
Bu jeotermal alanlardan Gediz Grabeni içerisinde yer alan Salihli jeotermal alanlar gerek s cakl k gerekse kullan m potansiyeli bak m ndan Türkiye’nin en önemli jeotermal alanlar ndan biri olma özelli ine sahiptir.
'nceleme alan içerisinde ço unlukla jeolojik çal malar ba ta olmak üzere hidrojeolojik, hidrojeokimyasal, izotop çal malar , jeofizik ve sondaj çal malar uzun y llardan beri devam etmektedir. Bu güne kadar yap lan çal malarla alandaki jeotermal kaynaklar n genel olarak jeolojik ve hidrojeokimyasal yap s ortaya konmaya çal lm t r. Tüm bu çal malara ra men, jeotermal kaynaklara olan yat r mlar n artmas ndan dolay , i letilme s ras nda yeni problemlerle kar la lmaktad r.
Bu çal ma kapsam nda yap lan çal malar jeotermal sular ile so uk ve yüzey sular nda yap lan çal malar olmak üzere iki grupta toplamak mümkündür. Çal mada öncelikle eski / yeni kaynak ve kuyular ile yüzey sular ndan kimyasal ve izotopik analizler için örneklemeler yap lm t r. Önceki çal malar da dikkate al narak, yap lan analizler çe itli diyagramlarda ve kimyasal türle tirme programlar nda de erlendirilerek sular n bir bütün olarak köken ve hidrojeokimyasal özellikleri ortaya konulmu tur. Özellikle jeotermal kaynaklar n su kaynaklar na olabilecek olumsuz etkilerinin ara t r lmas amac yla yüzey sular ndan su örneklemesine paralel olarak ilk kez sediman örneklemesi çal mas yap lm t r. Kur unlu jeotermal alan nda var olan ve i letilen kuyular n birbirleriyle ve
2
enjeksiyon kuyular ile olan ili kilerinin ve akifer yap s n n ortaya konulmas için gerekli oldu u dü ünülen izleyici deneyi de ilk kez bu çal ma kapsam nda yap lm t r. Bu çal man n sonuçlar n n ileride planlanmas dü ünülen ve çok önemli görülen yeni üretim ve re-enjeksiyon kuyular n n yerlerinin seçiminde k tutaca dü ünülmektedir. Ayr ca bu çal man n, Kur unlu Jeotermal Alan ’n n rezervuar hacminin tahmin edilmesinde de yeni yakla mlar getirece i umut edilmektedir. Çal ma kapsam nda yak n gelecekte kullan lmas dü ünülen bölgedeki di er jeotermal alanlar n i letilmesi s ras nda kar la laca dü ünülen problemler ve çözüm önerileri de ortaya konmu tur.
Artan nüfus, kentle me ve endüstriyel geli im su kaynaklar m z n do ru planlamalarla kullan lmas gereklili ini göstermektedir. Bunun yan s ra Gediz Grabeni içerisindeki jeotermal alanlar n i letilmesine yönelik yeni yat r mlar n planlanmas bu projede yap lmak istenen çal malar n önemini vurgulamaktad r.
1.2 Çal ma Alan n Yeri
Çal ma alan , 'zmir 'li’ne 96 km ve Manisa iline 70 km uzakl kta, Salihli ilçesi s n rlar nda, Gediz Grabeni’nin güneyinde 1/25000 ölçekli topo rafya haritalar nda L20a1-a2, K19c3 ve K20d4 paftalar içinde yer almaktad r (:ekil 1.1). Kuzeyde Gediz Nehri, güneyde Bozda , bat da Sart ve do uda Gümü Deresi ile s n rland r lm t r. Salihli ilçesi, co rafi konum ve topo rafik yap n n uygunlu u nedeniyle gerek kendine ba l yerle imlerle, gerekse kom u ilçe ve illerle kolay bir ula m ba lant s na sahiptir. Bölgeye ula m, 'zmir-Ankara E–96 devlet karayolu ile yap lmaktad r.
1.3 Co rafi Konum ve Morfoloji
Çal ma alan UTM 35. dilim, 4245000-4266800K ile 586000-605000D koordinatlar aras nda Gediz Havzas ’n n orta bölümünde 28 10' do u, 38 10' kuzey konumunda yer almaktad r. Salihli 'lçesi Bozda ’ n kuzey yamac n n eteklerinde Gediz Nehri kenar nda bulunmaktad r. Bozda Yükseltisi, ilçenin güneyini
s n rland rmakta olup, kuzey ve kuzeydo uya bakan yamaçlar n daha nemli olmas ilçenin yerle im alanlar n n seçiminde ve kent geli iminde etkili rol oynam t r.
4
Çal ma alan nda en büyük yükseltiyi güneydeki Bozda Horstu (2159 m) olu turmaktad r. Karakaya Tepe (1659 m), Kömürcü Tepe (1461 m), Düza aç Tepe (1202 m) ve Sar kaya Tepe (1044 m) bölgedeki di er yükseltilerdir. Güneydeki dik topo rafyan n düzlü e aç ld alanlarda yayg n alüvyon yelpazeleri ve ta k n alanlar geli mi tir.
Çal ma alan nda en önemli akarsular Gediz Nehri ve Ala ehir Çay ’d r. Kur unlu Deresi, Tabak Deresi, Sart Deresi, Gümü Dere, Sa l k Deresi ve Kömürcü Deresi bölgedeki di er önemli akarsulard r. Bu dereler inceleme alan n n güneyindeki Bozda ’ n yamaçlar ndan kuzeye do ru akmaktad rlar.
Demirköprü Baraj Gölü, sulama kanallar ve göletler de tar msal amaçl sulamada hayat damar niteli indedir. Ayr ca, Salihli Ovas içinde, ço unlu u sulama amaçl kullan lan, çok say da so uk yeralt suyu sondaj kuyusu bulunmaktad r.
1.4 klim
Salihli'de y ll k s cakl k ortalamas 16 °C civar nda, yar kurak Akdeniz 'klimi görülür. K ortalamas 3-4 °C, yaz ortalamas ise 17 °C civar nda ölçülmü tür. Ancak zaman zaman sapmalar da meydana gelmektedir. Salihli 'lçesi’nde s cakl n ortalama +5 °C ile 30 °C aras nda de i ti i söylenebilir. Ya n önemli k sm Aral k-Mart aylar ndad r. Atmosferdeki en yüksek nemlilik de erleri Ocak ve :ubat, en dü ük nemlilik de erleri de Temmuz-A ustos aylar nda olmaktad r. Y ll k ortalama ya ise 500 mm civar ndad r. Akdeniz Ya Rejimi’nde olmas dolay s yla ya n % 48'i k , % 27'si ilkbahar, % 8'i sonbahar, % 7'si de yaz mevsiminde dü mektedir. Ancak baz yaz aylar nda hiç ya dü medi i de görülebilmektedir. Yaz n aylar n ço u kurak geçmektedir. Kurakl k yöredeki yeralt suyu eksikli ine neden olmaktad r.
1.5 Toprak ve Bitki Örtüsü
Çal ma alan n n güneyi Neojen’in karasal tortullar n n olu turdu u toprak örtüsü ile kapl d r. Kuzeyde Salihli Ovas ’n olu turan alüvyonal topraklar geli mi tir.
Geni bir alan kaplayan makiler da lar n kuzey ve bat yamaçlar nda yer al r. Ormanlar genellikle 1000 m. üzerindeki yüksekliklerde ve me e, di budak, karaa aç, karaçam, k z lçam, ard ç, yaban armudu ve ç nar a açlar bulunur. Yayg n maki türleri ise geni yaprakl ta hlamuru, mast k, kocayemi , funda, ladin, zeytin ve az miktarda da defne, ku konmaz ve üvezdir.
Demirköprü Baraj ’n n sa lad sulama olana ovada hem çe itli hem de verimli yüksek bir tar m hayat ortaya ç karm t r. Ovada ve Bozda yamaçlar nda pamuk, çekirdeksiz üzüm, tütün, zeytin, çe itli meyve ve sebzeler üretilmektedir. Jeotermal enerjiden yararlan lan ve geli mekte olan seralarda da ihracata yönelik tar msal ürünler (domates, biber vb.) yeti tirilmektedir.
1.6 Çal ma Yöntemleri 1.6.1 Literatür Çal mas
Bu çal ma kapsam nda öncelikle inceleme alan n n 1/25.000’lik topo rafik (L20a1-a2, K19c3 ve K20d4) ve jeoloji haritalar elde edilmi tir. Arazi çal malar nda bu haritalardan faydalan lm t r. Çal ma alan ve yak n çevresinin bu güne kadar birçok ara t rmac taraf ndan yap lan çal malar n baz lar a a da iki farkl bölüm olarak özetlenmi tir.
1.6.1.1 Jeolojik, Tektonik ve Jeofizik Çal malar
Erden (1965), Salihli-Ala ehir bölgesinin gravite etüdünü yapm t r. Çal mas nda Salihli-Ala ehir aras nda bölgesel derin bir k r k zonunun varl n ortaya koymu tur.
Özçiçek (1968) taraf ndan Salihli-Allahdiyen ve çevresinde yap lan özdirenç etüdünde, Neojen birimlerin kal nl 300-1400 m olarak belirlenmi ve yüksek özdirençli taban topo rafyas saptanm t r.
Arpat ve Bingöl (1969), Gediz Grabeni do u bölümünün depremselli ine ve tektonik özelliklerine dönük çal malarda, grabenin kuzey ve güney kenarlar n n
6
do u-bat gidi li faylarla s n rlanm olduklar n ve graben dolgusunun egemen olarak kaba k r nt l ve az olarak karbonatl tortullardan olu tu unu belirtmi lerdir.
Dewey ve :engör (1979) yapt klar çal mada Ege ve yak n çevresinin tektonik geli imini incelemi lerdir. Anadolu blo unun Bitlis Yitim Zonu’ndan itibaren bat ya kaymas sonucu Ege Bölgesi’nin aç lmaya ba l bir tektonik geli im sürdü ünü belirtmi lerdir.
Ça atay ve Arda (1980), Salihli güneyinde yay l m gösteren ve egemen olarak çak lta ndan olu an k r nt l tortullar , renklerine göre dört ayr düzeyde ay r rlar.
Erol (1982), Gediz Çöküntüsü’nün asimetrik yap da oldu unu ve güney kenar n n aktif olabilece ini vurgulam t r.
:engör (1982), grabeni s n rlayan faylar n s derinlikli ve listrik özellikte oldu unu belirtir. Bat Anadolu’nun do u-bat yönünde s k ma tektoni ine u ramas yla kuzey-güney yönünde bir gerilmenin gerçekle ti i ve buna ba l olarak da Ege Graben Sistemi’nin meydana geldi ini belirtir. Sözü edilen gerilme tektoni inin yerel olarak do rudan manto kökenli tipik bir rift volkanizmas özelli i gösterdi ini vurgulamaktad r.
:engör ve di er. (1985), yapt klar çal mada Bat Anadolu’da s k ma rejiminin Tortoniyen’e kadar sürdü ünü belirtmi lerdir. Ara t r c lar Bitlis Yitim Zonu boyunca Arap Plakas ile Avrasya Pplakas ’n n, Orta Miyosen’de (Langiyen-Serravaliyen) çarp mas neticesinde Anadolu Blo u’nun Serravaliyen-Tortiyen zaman nda olu an kuzey Anadolu ve Do u Anadolu faylar ile bat ya kaçmas yla Ege Bölgesi’nde K-G gerilmeli rejimin ba lad n ileri sürmü lerdir.
Erdo an ve Sar (1984), kabuktaki aç lmalardan dolay , plato yükselmesi ve mantoda kabuksal domla maya ba l olarak graben olu umunun gerçekle ti ini belirtirler. Yazarlara göre Gediz Grabeni çöküntü alanlar birer rift sistemi olup k tasal kökenlidir.
Koçyi it (1984), Bat Anadolu'daki graben sistemlerinin Geç Miyosen'de etkin olan kuzey-güney yönlü çekme kuvvetlerinin ürünü oldu unu vurgular. Ara t rmac ya göre Tortoniyen (Üst Miyosen) sonunda, Türkiye’nin güneybat s tümüyle yükselmeye ba layarak günümüzde de etkinli ini sürdüren çekme tektoni i rejimi denetiminde bölge blok faylanmas na u ram ve geli en çöküntü alanlar na Üst Miyosen-Pliyosen ya l karasal birimler ya l iklimin denetiminde çökelmi tir.
Ya murlu (1987), Gediz Grabeni’nde ve Salihli’nin güney bölümünde yer alan kaba k r nt l tortullar n depolanma ko ullar n n ortaya ç kar lmas n ve buna ba l olarak grabenin tektonik evrimine de indi i çal mada Salihli yöresindeki Neojen tortullar n stratigrafik ve sedimentolojik özelliklerini incelemi tir. Gediz Grabeni'nin güney ve kuzey bölümlerinde yer alan tortul fasiyeslerin benzer olmay , graben aç n m n n ba lang çta asimetrik bir geli me gösterdi ini ve bu geli imin Neojen süresi boyunca sürdü ünü belirtmi tir. Tortulla may izleyen dönemde, olas l kla Kuvaterner’de Gediz Grabeni’nin simetrik bir graben özelli i kazanmaya ba lad n söylemektedir.
Cohen ve di er. (1995), Gediz ve Büyük Menderes grabenlerinin riftle me ile e ya l sedimantasyonu ve yap sal giri imleri üzerine yapt klar ara t rmalarda, Bat Anadolu’daki aç lman n tiltle mi 200-800m geni li indeki fay bloklar nda gözlemlenebilece ini ve bu fay bloklar önlerinde alüviyal yelpaze çökellerinin geli ti ini belirtmi lerdir.
Ediger ve di er. (1996), Gediz Grabeni içinde Ala ehir-Turgutlu civar nda yüzlek veren Ala ehir ve Salihli formasyonlar na ait, genellikle göl ve akarsu ortamlar nda çökelmi , ince taneli, organik madde bak m ndan zengin klastik kayalar palinolojik aç dan incelemi lerdir. Bu kayalar n havzadaki hidrokarbon olu umunun gerçekle ebilece i en muhtemel petrol ana kaya aday oldu unu belirtirler. Bu çal mada, Salihli formasyonu Sart üyesinin ya n Orta-Geç Miyosen olarak tespit etmi lerdir.
8
Emre (1996), Sart Mustafa (Salihli – Manisa) ile Dereköy (Ala ehir – Manisa) aras nda Gediz Grabeni’nin jeolojisini ve tektoni ini incelemi tir. Yap lan çal mada grabenin bir ayr lma fay olan Karadut Fay ’n n olu umu ile ba layan çökelim alan n kapsad belirtilmi tir. Bu fay n ya n n Erken Miyosen sonu veya Orta Miyosen olabilece i tahmin edilmektedir. Ac dere, Göbekli, Filiztepe, Asartepe ve Mevlütlü formasyonlar ile alüvyonlar bu alanda biriken tortullard r. Bu tortullar n en genci olan alüvyonlar Salihli - Ala ehir Ovas ’n olu turmaktad r. Karadut Fay aynas üzerinde, taban blo u ile tortul kayalar dokana n n yak nlar nda yer yer gözlenen tavan blo u temel kayalar , dü ük e imli bu normal faya ba l olarak hareket etmi ve üzerindeki tortul örtünün a nmas sonucunda yüzlek vermi kütlelerdir. Gediz Grabeni, kenar fay dü ük e im aç l olan, güney kenar aktif bir yar m grabendir
Sözbilir (2001), Gediz ve Büyük Menderes grabenlerinde yapt çal mada, Bat Anadolu’nun grabenle me evrelerinde olu an havzalar üç evrede gruplam t r. Ayr ca ara t rmac , aktif faylar n tan nmas nda yararlan lan havza içi uyumsuzluklar ve e im analizi yöntemlerine de de inmektedir. Gediz ve Büyük Menderes grabenlerinde blok rotasyon derecelerinin havza içine do ru azald n ve s yr lma fay na en yak n olan fay basama ndaki blo un en fazla rotasyona u rayan blok oldu unu belirtmektedir.
Y lmaz ve di . (2000), Ege Bölgesi’nin günümüzde K-G gerilme deformasyonu etkisinde oldu unu belirtmi ve bu tektonik geli imin ba l ca iki etkin hareketin denetiminde geli ti ini, bunlardan ilkinin Anadolu Blo u’nun bat ya kaç hareketi ve ikincisinin de Bat Anadolu’nun K-G yönlü aç lma hareketi oldu unu eklemi tir. Buna ba l olarak bölgede D-B yönlü grabenler geli mekte ve bölge y lda 3-6 cm gerilirken normal faylanmalar olu maktad r.
Gökten ve di er. (2001), Salihli ve çevresinde yapm olduklar çal mada, Menderes Masifi Metamorfikleri ve sedimanter örtü kayaçlar nda gözlemledikleri yap sal ili kilerle Menderes Masifi’nin Tersiyer geli imini ara t r lm t r. Geç Miyosen’de bölgede D-B yönlü bir s k ma rejiminin etkili oldu u belirtilmektedir.
Bozkurt ve Sözbilir (2004), Gediz Grabeni’nin tektonik evrimini inceledikleri çal mada, bölgedeki Neojen birimler grupland r lm t r. Gediz Grabeni’ni olu turan gerilmenin Geç Oligosen-Erken Miyosen döneminden Kuvaterner’e kadar olan dönemde önceki çal malarda da de inildi i üzere aral kl k sa süreli kor-kompleks yükselim ve daha sonras nda geni rift olu umunun bir sonucu oldu u tart lmaktad r. Gediz Grabeni, Bat Anadolu’daki D-B uzan ml di er grabenler gibi
yakla k 4-5 Ma ya da olas l kla daha geç olu mu tur. Yazarlar, Alt Miyosen’de Kur unlu veya Salihli grubu olarak adland r lan birimlerin, Pliyosen-Pleyistosen döneminde Sart veya Asartepe formasyonlar n n olu tuklar n belirtirler.
Purvis ve Robertson (2005), Gediz Grabeni’nde Neojen’den günümüze tortulla may inceleyerek Bat Anadolu’daki alternatif tektonik modelleri ortaya koymaya çal m lard r. Yazarlar, Erken Miyosen’deki klastik çökellerin ya tayinlerinin do ru yap ld varsay m na dayanarak grabenin Erken Miyosen’de aktive oldu unu ve uzun zamanl geni leme modeline uydu unu belirtmektedirler.
Çiftçi ve Bozkurt (2007), Gediz Grabeni'nin güney kenar n s n rlayan fay sisteminin fay e imi ve do rultusu yönünde inceleyerek grabenin günümüzdeki alansal yay l m n , depo-merkezlerin konumunu ve graben dolgusunun kal nl n etkileyen a amalar belirlemi lerdir.
1.6.1.2 Hidrojeolojik, Hidrojeokimyasal ve Jeotermal Arama Amaçl Yap lan Çal malar
Ürgün (1968), Salihli-Kur unlu Kapl cas çevresinde jeotermal amaçl ilk etütleri yapm t r. Bu çal malar sonucunda jeofizik etüt ve sondaj yap lmas n önermi tir.
Gülay (1970), Salihli-Kur unlu Kapl cas ve çevresinde yap lan elektrik özdirenç çal malar nda G-K do rultulu bir profil boyunca e rezistivite ve elektrik yap kesitleri elde edilmi tir. Kesitlerin Menderes Grabeni içerisinde yap lan kesitlerle benzerlik göstermi tir. Horst-graben konta boyunca olu an basamakl faylar üzerindeki dü ük özdirenç de erleri Gediz Gabeni içerisindeki jeotermal alanlar n
10
tektonik kökenli oldu unu kan tlam t r. Ayr ca Gediz Grabeni içerisinde kuzeye do ru derinle en temel yap ortaya ç kar lm , Neojen çökelleri için 100m-400m aral nda kal nl k saptanm t r. Kur unlu ve Sart-Çamur kapl calar nda birer sondaj önerilmi tir.
Karamanderesi ve di . (1983), Salihli-Ala ehir (Manisa) jeotermal alanlar için derin sondaj önerisinde bulunmu lard r. Ayr ca Menderes Masifi’nin Gediz Grabeni içerisindeki genç tektonik olaylarla ili kisine yönelik çal malar yapm lard r.
Karamanderesi ve Özgüler (1988), Salihli jeotermal alan ile ayn graben sistemi içinde yer alan Turgutlu-Urganl Jeotermal Alan ile direkt ba lant l olu lar , Ala ehir ve Kula bölgesinde görülen genç volkanitlerle de s t c yönünden direkt ili kili oldu u, jeolojik gözlemler ve 1969 Ala ehir Depremi ile aç kl a kavu tu unu belirtmi lerdir. Bat Anadolu Menderes Masifi jeotermal sistemlerinin ana yap s n n volkanotektonik olaylarla do rudan ili kili oldu u ve kuzeyden güneye gençle ti ine de inilmi tir. Güneybat Anadolu’daki jeotermal sistemlerin en genç oldu u belirtilmi tir.
Y lmazer (1988), Kur unlu ve Sart-Çamur termal su kaynaklar n n hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal aç dan de erlendirilmesine yönelik yapt çal mada, jeotermal alanlardaki hidrojeolojik birimlerin geçirgenlik özellikleri ortaya konulmu tur. Sular n s n flamas yap lm ve Kur unlu Kapl cas termal sular n n Na-HCO3 ve Sart-Çamur Kapl cas sular n n Na-Ca-HCO3 tipli sular olduklar belirlenmi tir. Yap lan gaz analizlerinden Üfürük Jeotermal Alan ’ndaki mineralli suyun %99 oran nda CO2 içerdi i belirtilmi tir. Kimyasal jeotermometrelerle yakla k 200ºC yüksek s cakl kl bir akifer s cakl hesaplanm ve tüm sonuçlara göre bölgede elektrik üretimini amaçlayan derin sondajlar n yap lmas önerilmi tir.
Tarcan (1995), Salihli-Turgutlu bölgesinde yapt çal mada bu alandaki jeotermal kaynaklar n hazne kayalar n n mermerler, örtü kayalar n n Neojen ya l tortullar n killi düzeyleri oldu unu belirtmektedir. Termal sulardaki Na iyonunun yüksek, Ca iyonunun dü ük olmas , çok h zl kalsiyum karbonat çökelimi ve iyon de i iminden kaynaklanmaktad r. Yazara göre, Na iyonunun sudaki kalsiyum
karbonat çözünürlü ü nedeniyle artan Ca ile yer de i tirmesi sonucu olu an yumu atma reaksiyonu olas d r.
Filiz ve Tarcan (1995), Gediz grabeninde yapt klar çal mada, s cak su kaynaklar n n yeralt suyu akiferlerini etkiledi ini ve bu sular n tehlikeli boyutlarda bor kirlili ine yol açt n belirtmi lerdir. Ara t rmac lar s cak ve mineralli sulardaki borun denizel sedimanlar n metamorfizmas s ras nda olu tu unu veya manto kaynakl olabilece ini ifade ederler. Ancak s cak su ve mineral sular nda CO2 gaz nda yap lan izotopik analizler sonucunda borun daha çok manto kaynakl oldu unu, s cak su ve mineral sular ndaki yüksek borun ba l ca HCO3iyonu ile ilgili oldu unu saptam lard r.
Özgür (1998), Menderes Masifi’ndeki jeotermal sistemlerde yapt çal mada jeotermal sistemleri tektonik ve volkanizma yönünden detayl incelemi tir. Bu çal mada jeotermal sulardaki yüksek bor kökeninin su-kayaç etkile imi yolu ile masifte yüzeylenen kayaçlar olaca n , di er yandan CO2, HSQve NH3Q gaz ç k lar n n magmatik bir kayna i aret edebilece ini belirlemi tir. Ara t r c ya göre Kur unlu ve Çamurlu alanlar ndaki s cak sular Na+-HCO3-/Ca+2-HCO3- tipli sular özelli indedir. S cak su örneklerinde R18O, R2H kararl ve 3H karars z izotoplar kökensel aç dan yeniden de erlendirilmi ve s cak sular n meteorik kökenli olduklar belirlenmi tir.
Burck (1998), Kur unlu Kapl cas , Allahdiyen ve Gökköy çevrelerinde yapt çal mada, Kur unlu Kapl cas ’n n güney bat s nda bir silis apka ve bunun bat s ndaki silisli epitermal cevherle melerden (antimonit, pirit ve arsenopirit)söz etmektedir. Bu kayalar n mikroskopta kal nt karbonat, mika, turmalin, rutil ve zirkon içeren yumrulara benzedi ini belirtmi tir. Gerek a r mineral kal nt lar gerekse k r nt l karbonatlar n varl na dayanarak bu epitermal cevherle melerin, çevre kayalardan da özümseyerek silisle me ile birlikte gerçekle ti ini söylemi tir. Tüm bu verilere dayanarak günümüzde %90’ n üzerinde bir oranla CaCO3çökelten Kur unlu kapl calar n n geçmi te yüksek s l , silisli, cevher ta yan fosil bir sistem oldu unu belirtmektedir.
12
Tarcan ve di er. (2000), Salihli jeotermal alanlar n n hidrojeokimyasal incelenmesine yönelik yapt klar çal mada Menderes Masifi’ne ait mermerler, granodiyorit, kuvars ist ve gnayslar n çatlakl olmalar ndan dolay jeotermal sistemlerin hazne kayac n olu turdu unu, bölgedeki Neojen sedimanter kayaçlar n örtü kayaç özeli inde oldu unu belirtirler. Termal sular n ya sular n n yeralt na süzülüp tektonik hatlar boyunca tekrar yüzeylemesiyle olu an devirli sistem özelli indeki sular olduklar n belirtirler. Çal ma alan ndaki termal sular n Na+>(Ca+2 + Mg+2 + K+) ve HCO3– > (Cl–+ SO4-2) tipinde so uk sular n ise Ca+2 ve/veya Mg+2 katyonlar nca bask n, baz so uk sular n ise herhangi bir bask n katyon içermeyen HCO3– ve/veya SO4–2 anyonlar nca bask n olduklar belirtilir. So uk sulardan termal sulara do ru Na+ ve Ca+2 ve/veya Mg+2 katyonlar aras ndaki iyon de i imine ba l olarak Na-HCO3sular n olu tu u ifade edilmi tir. Hidrojeokimyasal geli imin su-kayaç etkile imi ve buna ba l iyon de i iminden kaynakland vurgulanm t r. Termal sularda jips, anhidrit ve kalsedon minerallerinin doymam ; kalsit, aragonit, dolomit ve magnezit minerallerinin a r doygun özelli i gösterdikleri belirtilir. Çal mada Salihli jeotermal sular n n akifer s cakl klar n n 150-230 °C aras nda de i ti ini belirtmi lerdir.
Vengosh ve di er. (2002), Bat Anadolu’daki baz jeotermal sistemlerde yapt klar çal mada, denizel olmayan s cak sularda farkl kökenli kayaçlar ve farkl derin dola mlar yans tan üç tip kimyasal bile imli jeotermal sular ay rt etmi lerdir. Na-HCO3 ve Na-SO4tipli sular derin dola ml olup, metamorfik kayaçlar ve gnayslarla ili kili oldu u, Ca-Mg-SO4-HCO3 bile imli sular n karbonatl kayaçlardaki yüzeysel dola m ve so uk yüzey sular ile kar t n belirtirler. Çal mada Salihli-Kur unlu jeotermal sahas ndaki termal sular n Na-HCO3tipinde olduklar belirtilmi tir. Ayr ca bu çal mada jeotermal sulardaki kimyasal veriler izotopik (B+3 ve Sr+2) veriler ile sentezlenmi tir. Bat Anadolu’da bulunan s cak sulardaki yüksek borun, derin mantodan B(OH)3 gaz olarak bo al m ndan çok su-kayaç ili kisi yoluyla geldi ini gösterdi ini ve Sr+2 izotopunun sonuçlar na göre karbonatl sular n kayna n n volkanik ve metamorfik kökenli olduklar n belirtirler.
Tarcan ve di er. (2005), Gediz Grabeni’ndeki jeotermal alanlar n hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal olarak de erlendirdikleri çal mada Gediz Grabeni’ndeki jeotermal alanlar 7 ana grup olarak incelemi lerdir. Alandaki hidrojeolojik birimleri Prekambriyen-Paleosen Menderes masifi temel kayalar , Neojen karasal sedimanlar ve Kuvaterner alüvyon olarak üç ana gruba ay rm lard r. Bu birimler jeotermal sular n akiferi aç s ndan incelenmi tir. Jeotermal sular n bask n olarak Na-HCO3 tipinde oldu u bu birlikteli in katyon de i imi ve kalsit, dolomit ve silikatlar n çözülmesi ile aç klanabilece i belirtilmi tir. Sodyumun termomineral akiferdeki buharla ma mineralleri veya silikatlar n çözünmesi sonucu olu abilece ine de inilmi tir. Ayr ca bölgedeki jeotermal sulardaki yüksek bor içeri ine dikkat çekilmi tir. Jeotermal sulardaki borun kayna n -su-kayaç etkile imi ve magmatik kökenin ortak sonucu olarak aç klam lard r. Jeotermal alanlarda özellikle karbonat minerallerinin (kalsit, aragonit ve dolomit) kabukla ma problemi yaratacaklar vurgulanm t r.
Tarcan (2005), Türkiye’de <150 ºC s cakl ktaki jeotermal kuyulardan bo alan sular n mineral doygunluk ve kabukla ma e ilimlerini incelemi tir. Seçilen alanlarda baz alanlar hariç genel olarak kalsit, aragonit ve sölestin minerallerinin a r doygun, jips, anhidrit, florit, Ca-montmorillonit, anortit, dü ük albit, jipsit, dolomit ve stronsiyanit mineralleri doygunluk s n r n n alt ndad r. Salihli-Caferbey jeotermal alan için re-enjeksiyon kuyular nda 50 ºC’den dü ük s cakl klarda yap lacak enjeksiyonlarda kuyularda kalsit ve amorf silis minerallerinin çökelme özelli i gösterece i belirtilmi tir.
Temimhan (2005), Salihli Jeotermal Alanlar ’n n jeotermal enerji potansiyelinin ara t r lmas na yönelik CSAMT, elektrik özdirenç ve Do al Gerilim (SP) çal malar yapm t r. CSAMT ölçümlerinin WinGLINK yaz l m kullan larak 2 boyutlu modellenmesi sonucunda, dü ey kesitlerde olas s cak suyun bulundu u dü ük özdirençli birimin (mermer), Caferbey yöresinde 250m ile 2000m aras nda; Çamur kapl calar nda ise 100 m ile 800 m aras nda bulundu u belirlenmi tir. Yatay özdirenç kesitleri, bu sonuçlar destekler nitelikte olup; derinlik artt kça dü ük özdirençli birimin (mermer) kaplad alan n geni ledi i saptanm t r. Kur unlu jeotermal
14
alan nda yap lan Do al potensiyel ölçümleri yap derinli inin yakla k 200m oldu u görülmü tür. Yap lan de erlendirmeler sonucunda; olas rezervuar n ovada ve Caferbey yöresinde derinde bulundu u belirlenmi tir. Bu alanlarda aç lacak derin sondajlarla jeotermal potansiyelin geli tirilebilece i öngörülmü tür.
Yaman (2006), Menderes Masifi k tasal rift zonlar nda yer alan jeotermal sulardaki yüksek bor de erlerinin kökenine ili kin yapt çal mada Menderes Masifi’nde bulunan jeotermal sulardaki borun tümüyle magmadan kaynaklanmad n belirtmi tir. S rezervuar kayaç derinlikleri ve aktif fay sisteminin jeotermal alanlara yüksek oranda yeralt suyu getirimine neden oldu unu ve bu yüzden jeotermal sular n s cakl n n dü erek su-kayaç etkile imin azalmas na ve bor oran n n dü mesine yol açt belirtilmi tir.
Tokçaer (2007), Bat Anadolu jeotermal ak kanlar nda borun jeokimyasal döngüsü ve izotop fraksiyonla mas ile ilgili çal mas nda Salihli bölgesinde bor izotop oranlar saptanamad ndan bu bölge için izotoplara dayal kaynak kaya yorumlamas yap lamam ancak s kayna na dayal model, di er veriler ve önceki çal malar n beraber de erlendirilmesiyle, Menderes Masifi’nin metamorfik kayalar içindeki pegmatitik turmalinler, mikalar ve feldispatlar kaynak gösterilmi tir. 1.6.2 Arazi Çal malar
Arazi çal malar kapsam nda 1/25.000 lik topo rafik ve jeolojik harita kullan lm t r (L20a1-a2, K19c3 ve K20d4). Örnekleme yap lacak su noktalar belirlenmi ve bu lokasyonlar n arazide GPS cihaz ile koordinatlar belirlenerek arazi defterine kaydedilmi tir. Çal ma alan ndaki termal ve so uk su noktalar ve kirlilik görülebilecek yüzey sular ve sedimanlardan kimyasal ve izotopik analizler için örnekleme yap lm t r. Örnekleme s ras nda arazide baz parametreler yerinde ölçülmü tür. Bu ölçümler ve örnekleme yöntemleri Bölüm 2’de ayr nt l olarak anlat lm t r.
1.6.3 Laboratuvar Çal malar
'nceleme alan ndaki su noktalar ndan al nan su örneklerinin baz kimyasal analizleri (anyon analizleri) DEÜ Jeoloji Mühendisli i Jeokimya Laboratuvar ’nda gerçekle tirilmi tir. Sular n ço u parametrelerinin ve sediman örneklerinin kimyasal analizleri Kanada ACME Analitik Laboratuvar ’nda, sular n R18O ve R2H analizleri TÜB'TAK Marmara Ara t rma Merkezi Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsü Çevre ve Petrol Jeokimyas Laboratuvar ’nda, Trityum (3H) analizleri ise Hacettepe Üniversitesi Hidrojeoloji Mühendisli i Bölümü Kütle Analiz Laboratuvar ’nda yapt r lm t r.
1.6.4 Büro Çal malar
'nceleme alan ile ilgili literatür çal malar n n yan s ra çal ma alan n n 1/25000’ lik topo rafik haritalar ve 1/50000’lik jeoloji haritas MapInfo 5.5 (MapInfo Corporation, 1995) program kullan larak say salla t r lm t r. Say salla t r lan haritalar yard m yla inceleme alan n n say sal yükseklik modeli (:ekil 1.1), 2 ve 3 boyutlu jeolojik haritalar (:ekil 3.2 ve :ekil 4.4), akaçlama a haritas (:ekil 4.2) olu turulmu tur. Örnekleme yap lan su noktalar koordinat bilgileri kullan larak say salla t r lan haritalar üzerine i lenmi tir. Di er bilgisayar programlar kullan larak çal ma alan n n üç boyutlu jeolojik haritas , örnekleme noktalar n ayr nt l olarak gösteren de i ik ölçekli lokasyon ve kontur haritalar olu turulmu tur. Kimyasal analizlerden elde edilen sonuçlar AquaChem 5.1 (Calmbach, 1997) ve PhreeqC 2.15 (Parkhust ve Appelo,1999) programlar ile yorumlanm t r.
16
BÖLÜM K
ÖRNEKLEME VE ÖLÇÜM YÖNTEMLER
Bu çal ma kapsam nda arazi ve laboratuvar çal malar kapsam nda yap lan örnek al m ve analize haz rlanmas , arazide yerinde ölçümler ve laboratuvar ölçüm yöntemleri ayr nt l olarak anlat lm t r.
2.1 Örnekleme Yöntemi
2.1.1. Kimyasal ve zotopik Analizler için Yap lan Su Örneklemesi
Örnekleme yöntemi bu çal man n önemli bölümlerinden birini olu turmaktad r. Laboratuvar analizlerinin güvenilirli i aç s ndan do ru örneklemenin yap lmas gerekmektedir. Öncelikle örnekleme say s çal ma alan n temsil edebilecek çoklukta olmal d r. Örnekleme do ru yap lmazsa, ortaya ç kacak olan laboratuvar ölçüm hatalar , laboratuvardaki analiz yöntemlerinden olu abilecek hatalardan çok daha fazla olacakt r. Arazide baz fiziksel ve kimyasal parametrelerin ölçümü, yerinde analizler de büyük önem ta maktad r.
Çal ma alan ndaki tüm sular n örneklemesinde polietilen s zd rmaz kapakl 50 ve 500 ml hacimli örnekleme i eleri kullan lm t r. Bu i eler kullan mlar s ras nda örnekleme yap lacak sularla en az iki kez çalkalanm t r. Örnekleme yap lacak sular su filtrasyon seti yard m yla 0,2Z-0,45Z geçirgenlikteki filtre kâ d ndan süzülmü tür. Katyon analizleri için 50 ml’lik i elere al nan sulara, pH’ 2–3 aral na indirmek için (çökelme ve yüzeye tutunmay önlemek amac yla) 0,1–0,2 ml aras nda deri ik yüksek safl ktaki (ultra safl kta) HNO3 ilave edilmi tir. Katyon analizi için eklenen HNO3 ortamda gaz ç k olu turdu undan örnekleme kab n n kapa gaz n ç kmas sa land ktan sonra kapat lm t r. Anyon analizleri için örnekleme 500 ml’lik i elere hiçbir kimyasal koruma yap lmadan al nm t r. Tüm örnekler polietilen i elere hava kalmayacak ekilde doldurulmu tur (:ekil 2.1).
:ekil 2.1 Arazi çal mas nda kullan lan örnekleme ve ölçüm ekipmanlar .
R18O, R2H ve Trityum (3H) analizleri için örneklemeler, çal ma alan ndaki farkl sular yans tmas dikkate al narak termal sular, mineralli sular, so uk sular, yüzey ve ya sular ndan (ya mur ve kar suyu) yap lm t r.
Çal ma alan ndaki sular n izotop analizi için örnekleme i leminde polietilen s zd rmaz kapakl 50 ve 500 ml hacimli örnekleme i eleri kullan lm t r.
2.1.2 Sediman ve Toprak Örneklemesi
500 mg’l k po etlere temiz bir kürek yard m yla yüzeyden sediman ve toprak örneklemesi yap lm t r. Sediman ve toprak örnekleri laboratuvarda oda s cakl n geçmeyen bir ortamda kurutulmu tur. Kurutulan örnekler ta , cam ve di er at klardan temizlenmi ve 2 mm’ lik elekten geçirilmi tir. Bu i lem sonras nda örnek malzemesi agat havanda ö ütülmü tür. Örnekler daha sonra çeyrekleme metodu yap larak 30 gr’l k po etlerde analize haz r hale getirilmi tir. Sediman örneklerinin kimyasal analizi ACME Analitik Laboratuvar ’nda yapt r lm t r (AcmeLabs, 2009).
p pHHvveeEEhh m meettrree S Suuffiillttrraassyyoonn s seettii P Poommppaa S Sppeekkttrrooffoottoommeettrree T Tiittrraassyyoonn d düüzzeennee ii
18
2.2 Ölçüm Yöntemleri
Su örnekleri fiziksel parametrelerini uzun süre koruyamayacaklar ndan baz ölçümlerin arazide yap lmas gerekmektedir. Bu fiziksel parametrelerin ölçüldü ü cihazlar n kalibrasyonlar her arazi çal mas ndan önce kontrol edilerek gerekli görüldü ü durumlarda kalibrasyonlar yap lm t r. Kullan lan prob ve elektrotlar her ölçüm öncesi ve sonras saf su ile y kanm t r. Özellikle termal ve mineralli sularda HCO3 ve sülfid (S-2) içerikleri uzun süre korunamayaca ndan örnekleme s ras nda yerinde (in-situ) analiz edilmi tir (Tablo 2.1 ve :ekil 2.1).
Tablo 2.1 Arazide yap lan fiziksel ve kimyasal parametrelerin ölçümü ile baz kimyasal analiz çal malar n n detaylar .
Fiziksel
Parametreler Birim Yöntem Ekipman
S cakl k °C - WTW LF 330 ve WTW TerraCon 325 Probu. pH - - WTW LF 330 kondüktometre ve WTW TerraCon 325 probu. EC µS/cm - WTW LF 330 kondüktometre ve WTW TerraCon 325 probu.
Eh mV - Mettler Toledo MA130 'yon metre
ve Eh elektrodu (Ag/AgCl elektrot). yonlar CO3 türleri (H2CO3, HCO3, CO3-2) mg/l Titrimetrik
Mettler Toledo MA130 'yon metre ve pH elektrodu, dijital büret (0,1M HCl), 200ml’lik cam beher, 50ml’lik cam pipet.
2.2.1 Arazide Fiziksel Parametrelerin Ölçüm Yöntemleri
2.2.1.1 S cakl k, Eh, pH ve EC (Elektriksel Kondüktivite) Ölçümleri
Arazide S cakl k, pH ve EC de erlerinin ölçümleri WTW 340i multi parameter cihaz ile pH ve EC problar ile yap lm t r. S cakl k birçok parametreyi etkileyen bir de er olup genellikle çözünürlük ile do ru orant l d r. Elektriksel iletkenlik, cisimlerin elektri i geçirme özelli idir. Elektriksel direncin kar t d r ve birimi Zmho/cm veya ZS/cm dir. Her cismin elektri i geçirme özelli i farkl d r. 1cm3suyun elektriksel iletkenli ine “özgül elektriksel iletkenlik” denir. Suyun özgül iletkenli i iyon cinsine, deri ime ve s cakl ile do ru orant l d r. 'ndirgen – yükseltgen ortamlar yans tan redoks potansiyeli ise çözülmü oksijen ile do rudan ili kilidir. Sular n Eh ölçümleri ise Metler Toledo MA130 iyon metre ve redoks probu ile yap lm t r.
Bir çözeltinin pH’s , hidrojen iyonlar n n etkin konsantrasyonu olup, hidrojen iyon konsantrasyonunun 10 taban na göre negatif logaritmas “pH” de eri olarak tan mlanmaktad r. pH de eri, bas nç ve s cakl n etkisindeki çözünmü CO2 ve di er CO3 + HCO3 bile ikleri aras ndaki dengeye ba l olarak de i mektedir. H2S veya bunun okside olmu hali de pH’ dü üren di er önemli bile iklerdendir. Arazide yap lacak pH ölçümleri, su-kaya etkile imleri, jeotermal alanlarda kabukla ma dengeleri gibi baz etkile im dengelerinin hesaplanmas nda çok önemlidir.
2.2.1.2 Karbonat Türlerinin Analizi (Alkalinite, Asidite)
Yeralt sular ndaki karbonat ve bikarbonat iyonlar n n ço u atmosfer ve topraktaki CO2’ den ve karbonatl kütlelerin erimesiyle olu maktad r. Bas nç alt nda ço u zaman CO2çözülü haldedir. Yüzeye ula an yeralt sular , atmosfer ortam ndakinden daha fazla içerdi i CO2’yi kaybetmeye ba lar. Sistemden uzakla an çözülü CO2, terk etti i suyun çözelti dengesi ile pH’s n n de i mesine neden olacak ve buna ba l çökelmeler geli ecektir. Bu geli meler, örnekleme yapt m z suyun akifer kimyas n yans tmayan katyon ve anyon de erlerini elde etmemize neden olacakt r. Tüm bu
20
sonuçlar su kimyas ile ilgili hesaplamalar m z n do rulu unu azaltaca için sular n bu parametrelerinin arazide ölçümü önemlidir.
Sudaki (HCO3-ve CO3-2) ve asidite (H2CO3) de erlerini arazide titrasyon metodu ile bulmak mümkündür. Analizler, bir cam beher içine konulmu 50 ml örnek numunesi, 0.1 Molar HCl (pH=4.3’e dü ürmek için), indikatör olarak pH metre ve büret olarak dijital göstergeli büret kullan lm t r. Beher içine otomatik büret ile al nm 50 ml hacimdeki su örne ine otomatik dijital göstergeli büret ile pH’s 4.2’ye dü ünceye kadar sürekli kar t r larak 0.1 Molar HCl ilave edilir. Elde edilen sarfiyat de erinden a a daki formülle HCO3- hesaplan r (Appelo ve Postma, 1993).
[
]
61.016(mg/mmol) ) ml 50 ( esi Örneknumun ) ml ( V 2 ) ml ( V ) l / mmol ( c ) l / mg ( HCO HCl A B 3 = cHCl : 0,1 M HCl’nin e de er gramVA: pH 4,2’ye dü ünceye kadar sarf edilen asit miktar , VB: pH 8,2’ye dü ünceye kadar sarf edilen baz miktar d r.
2.2.1.3 Hidrojen Sülfid (HS-) Analizi
Sularda kükürt, Eh ve pH’ya ba l olarak Sº, H2S, HS- veya HSO4- formlar nda bulunabilir. Özellikle termal sularda yayg n bulunan gazlardan biri olan H2S, rezervuar kaya alterasyonu yolu ile veya magmatik kaynaklardan sisteme kat l r. H2S yüzeye ç karken temas etti i yan kayalar ile etkile ime girerek demir sülfid (pirit, kalkopirit vb.) minerallerini olu turur ve çözeltide tükenmeye ba lar. Çözeltiden di er bir ayr lma ekli ise, kaynama noktas nda dü en bas nç ile gaz faz na geçmesidir. Özellikle termal sularda bu parametrenin arazide ölçülmesi daha do ru olacakt r. H2S, arazi ko ullar nda batarya ile çal an, WTW PhotoLab S12 marka ta nabilir spektrofotometre ile analiz edilmi tir.
2.3 Laboratuvarda Ölçüm Yöntemleri
Bu çal mada sular n baz anyon analizleri (SO4) Dokuz Eylül Üniversitesi Jeoloji Mühendisli i Jeokimya Laboratuvar ’nda yap lm t r. Katyon analizleri ve di er kimyasal bile enler olmak üzere toplam 72 element analizleri ise ICP-MS yöntemi kullan larak Kanada ACME Analitik Laboratuvar ’nda yapt r lm t r (AcmeLabs, 2009).
2.3.1 ICP-MS Yöntemi ile Sular n Kimyasal Analizleri
Acme Laboratuvar ’ndaki sular n kimyasal analizinde kullan lan ICP-MS cihaz n n analiz yöntemine burada k saca de inilmi tir. ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) Endüktif E le mi Plazma Kütle Sspektrometrisi, kat ve s v örneklerde çok say da elementin h zl , ucuz, hassas ve do ru biçimde, niteliksel, niceliksel ya da yar -niceliksel olarak ölçülmesine olanak sa layan ileri teknoloji ürünü bir analiz tekni idir. Teknik elektromanyetik indüksiyonla 10,000 oK s cakl a ula t r lan argon plazmas taraf ndan örne in iyonize edilmesi; iyonize elementlerin kütle spektrometresi taraf ndan ayr t r lmas ve element deri imlerinin elektron çoklay c bir dedektör taraf ndan ölçülmesi a amalar n içerir. Örnekteki tüm elementlerin deri imleri 1 ile 2 dakika aras nda de i en oldukça k sa bir sürede ölçülür. ICP-MS ölçüm tekni inde s v örnekler Çözelti ICP-MS, kat örnekler ise çözeltiye al narak Çözelti ICP-MS ya da do rudan Lazer A nd rma (LA-ICP-MS) teknikleri ile ölçülebilirler. Lazer a nd rma (laser ablation) kullan m n n en önemli avantaj yar -nicel analiz olup bilinmeyen örneklerin kompozisyonu hakk nda fikir vermesidir. Acme Laboratuvar ’n n 72 elementin alt deteksiyon limitleri Tablo 2.2’de verilmi tir (AcmeLabs, 2009).
2.3.2 Gravimetri (Çöktürme) Yöntemi ile Sülfat Analizi
Dokuz Eylül Üniversitesi Jeokimya Laboratuvar ’nda, gravimetri (çöktürme) yöntemi ile sülfat analizleri yap lm t r (APHA-AWWA-WPCF, 1985). Bu yöntem, baryum sülfat n (BaSO4) dü ük çözünürlü ünden yararlanarak çözelti içindeki
22
kükürt türevlerini SO4’a yükseltgeyip çözeltiye BaCl2 ekleyerek çöktürme eklindedir. Analiz edilecek suyun SO4–2 içeri ine göre 50–100 ml örnek suyu kullan l r.
Tablo 2.2 Sular n 72 element kimyasal analizlerindeki alt deteksiyon limitleri (AcmeLabs, 2009).
Element Deteksiyon Element Deteksiyon
Ad Limiti (ppb) Ad Limiti (ppb) Ag 0,05 Na 50 Al 1 Nb 0,01 As 0,5 Nd 0,01 Au 0,05 Ni 0,,2 B 5 P 20 Ba 0,05 Pb 0,1 Be 0,05 Pd 0,2 Bi 0,05 Pr 0,01 Br 5 Pt 0,01 Ca 50 Rb 0,01 Cd 0,05 Re 0,01 Ce 0,01 Rh 0,01 Cl 1 Ru 0,05 Co 0,02 S 1 Cr 0,5 Sb 0,05 Cs 0,01 Sc 1 Cu 0,1 Se 0,5 Dy 0,01 Si 40 Er 0,01 Sm 0,02 Eu 0,01 Sn 0,05 Fe 10 Sr 0,01 Ga 0,05 Ta 0,02 Gd 0,01 Tb 0,01 Ge 0,05 Te 0,05 Hf 0,02 Th 0,05 Hg 0,1 Ti 10 Ho 0,01 Tl 0,01 In 0,01 Tm 0,01 K 50 U 0,02 La 0,01 V 0,,2 Li 0,1 W 0,02 Lu 0,01 Y 0,01 Mg 50 Yb 0,01 Mn 0,05 Zn 0,5 .
1 mg BaSO4’da, 0,4115 mg SO4–2vard r. Buna göre, SO4–2de eri a a daki ekilde hesaplanabilir.
SO4–2 (mg/l ) = 0,4115 x 1000 x mg BaSO4/ ml olarak al nan numune hacmi
Gravimetrik sülfat metodunun relatif standart sapmas %4,7 ve relatif hatas ise %19’dur. Ölçüm alt limiti ise 0,1 mg/l’dir.
2.3.3 zotop Analiz Yöntemi
Sular n R18O ve R2H analizleri TÜB'TAK Marmara Ara t rma Merkezi Yer ve Deniz Bilimleri Enstitüsü Çevre ve Petrol Jeokimyas Laboratuvar ’nda yap lm t r. Bu laboratuvarda kullan lan yöntem k saca öyledir:
EA-GC/IRMS cihaz n n su analizleri ç kt lar n n kalibrasyonunda kullan lan IAEA (Uluslararas Atom Enerjisi Kurumu) su standartlar ve R18O ve R2H de erleri belli uluslararas standart olan SMOW, GISP ve YTW (lab standart ) standartlar ile analizi yap lacak olan su örnekleri, cihaz n elementel analizör k sm ndan her iki örnekten iki er adet olmak üzere otosampler yard m yla verilir. Örnekler elementer analiz cihaz nda R2H için 1070 ºC civar nda ve18O için 1230 ºC f r nda pirolize u rar ve s ras yla Hidrojen ve karbonmonoksit gaz na dönü ür. Bu s rada cihaza referans olarak R bilinen 2H için Hidrojen ve 18O için karbonmonoksit gazlar verilmektedir. Piroliz sonucu ç kan gazlar örnek gaz olarak alg lan r ve referans gaz ile kar la t r larak su örnekleri için kalibre edilmemi 2H ve 18O izotop de erleri bulunmu olur. Daha sonra ayn batch içindeki uluslararas standartlardan, de erleri s ras yla 0 (vSMOW), -189.5 (vSMOW) ve -82.1 (vSMOW) olan IAEA-SMOW, IAEA-GISP ve laboratuvavr standart YTW’nin izotop de erleri ile analiz edilen su örneklerinin izotop de erleri Excel program nda kar la t r larak grafiksel yolla kalibre edilir.
Trityum (3H) analizleri ise Hacettepe Üniversitesi Hidrojeoloji Mühendisli i Bölümü Kütle Analiz Laboratuvar ’nda s v par ldama yöntemi ile yapt r lm t r.
24
BÖLÜM ÜÇ JEOLOJ
Bu bölümde inceleme alan ndaki ve içerisinde bulundu u Gediz Grabeni’nde görülen jeolojik birimler bir bütün olarak incelenmi tir. 'nceleme alan n n içerisinde yer ald Gediz Grabeni’nde, temeli Paleozoyik ya l Menderes Masifi metamorfik ve kristalin kayalar , örtüyü Neojen ya l k r nt l tortullar ve Kula volkanitleri olu turur. Bunlar n üzerine Kuvaterner ya l alüvyon birimleri gelir (Emre, 1996; :ekil 3.1). 'nceleme alan n n jeolojik birimleri :ekil 3.2 ve :ekil 3.3’te görülmektedir.
3.1 Temel Kayalar
Çal ma alan n n güney k sm nda yüksek kotlu kesimleri olu turan metamorfik kayalar yer yer k rm z ms kahverengimsi ince bir toprak örtüyle kapl d r. Çok de i ik renkler sunan bu kayalarda genelde gri renk egemendir. Metamorfitler birçok farkl kaya türlerinden olu ur. Bunlardan en bask n olanlar mika istlerdir. Bunlar n yan nda ince taneli gnays, granat-mika ist, muskovit-kuvars ist, metakuvarsit ve mermerler bölgede yüzeyleyen di er kaya türleridir. Mermerler, istler içinde de i ik boyutta mercekler olu turur. Genellikle bol çatlakl olan kayan n d yüzeyleri kahverengimsi gri, taze yüzeyleri kirli beyazd r. Metakuvarsitler istler aras nda, genellikle ara katk ve mercek, zaman zaman istleri kesen damarlar eklindedir. Damar ve merceklerin kal nl klar 1-50 cm, boylar 2-20 m aras ndad r (Emre, 1996).
3.1.1 Granodiyoritler
Granodiyoritler, aç k grimsi-beyaz ms sokulum kayalar olup, inceleme alan n n güneydo usunda küçük bir alanda yüzeyler. Ancak bu alan n geni bir kesimi kataklastik zona ait kayalar taraf ndan kaplanm t r. Kataklazma etkisi görülen granodiyoritler yer yer a r derecede ayr m t r. Asidik ve ortaç bile imdeki bu magmatik kayada kuvars, feldispat ve biyotit mineralleri makroskobik boyutta gözlenebilmektedir.
26
:ekil 3.3 'nceleme alan n n GB-KD ve K-G yönlü enine jeoloji kesitleri.(X-X' kesiti Emre, 1996’dan al nm t r).
Bu kayalar holokristalin dokuda olup, bolluk s ras na göre kuvars, plajioklas, K- K-feldispat, hornblend, muskovit, biyotit, opak mineraller, piemontit (manganl epidot), sfen ve eser miktarda apatit içerir (Emre, 1996).
28
3.2 Tortul Kayalar 3.2.1 Salihli Grubu
Gediz Grabeni içerisinde yer alan k r nt l tortullara ait birçok çal ma (Ya murlu, 1987, Hetzel vd., 1995; Cohen ve di ., 1995; Dart ve di ., 1995, Purvis ve Robertson, 1997, 2005; Yusufo lu ve di ., 1998; Koçyi it ve di ., 1999; Y lmaz ve di ., 2000; Sözbilir, 2001) yap lm ve bu sedimentler de i ik ekilde adland r lm lard r (:ekil 3.4). Bu çal mada sedimanter birimlerin adland r lmas Emre (1996)’ya göre yap lm t r.
3.2.1.1 Ac dere Formasyonu
'nceleme alan içerisinde Allahdiyen Köyü’nden ba layarak do uya do ru 7 km uzunluktaki kesim hariç, do rudan temel kaya-Neojen dokana boyunca gözlenen Ac dere formasyonu kataklastik zon boyunca da yer yer yamalar eklinde bulunmaktad r. Çal ma alan nda k rm z -bordo rengiyle gözlenen formasyon çak lta , çak ll kumta , kumta ve kilta -çamurta ndan yap l d r. Tabanda bask n olan ince taneli k r nt l lar, az oranda CaCO3’l çamurta , ender olarak da kireçta arakatk lar içerir. Üst düzeylerde ise çak lta -kumta ardalanmas bask nd r. Genelde alt düzeylerdeki çak l boyutlar üst düzeylerdekilerden oldukça küçüktür. Çak lta lar n n ö eleri çokluk s ras na göre ist, fillit, metakuvarsit ve granodiyorit çak llar ndan olu ur. Dokusal ve geometrik özellikleri dikkate al nd nda formasyon az e imli, dü ük enerjili, durgun bir ortamda çökelmeye ba lam t r. Formasyonun üst düzeyleri ise bol ya l bir iklim ve yüksek e imli bir topo rafyan n ürünü olan yüksek enerjili sular n denetimindeki alüvyonal yelpaze ortam nda çökelmi tir. Kil düzeylerinin hiçbir spor ve polen içermemesi, belirtilen çökel ortam n n bir di er kan t d r (Emre, 1996).
:ekil 3.4 'nceleme alan ndaki sedimanter birimlerin çe itli ara t r c lara göre adland r lmas (Emre, 1996 ve Bozkurt ve Sözbilir, 2004’ten de i tirilerek)
3.2.1.2 Göbekli Formasyonu
Çal ma alan nda çok geni bir alan kaplayan, de i ik renklerde çak lta , çak ll kumta , kumta ardalanmalar ve bunlar n ara katk lar ndan yap l olan birim, az oranda çamurta , kilta , siltta arakatk lar da içerir. Katman kal nl klar ço unlukla 15-20 cm aras ndad r. Gri ve k rm z bask n olmak üzere bej, aç k kahverengi, turuncu sar gibi alacal bir renk sunan birim, Ac dere Fay ’na yak n kesimlerde içerdi i kükürt nedeniyle sar renklidir. Ac dere formasyonuna göre dokusal olgunlu u daha iyi olan ve daha küçük taneli k r nt lardan yap l olan Göbekli formasyonu örtülü akarsu ürünüdür Yayg n olarak görülen düzlemsel katmanlanma yan s ra, yer yer görülen çapraz katmanlanma, tane derecelenmesi, çak lta ve kumta lar n n birbirlerinin merceklerini içermeleri, çak lta kanal dolgular , kiremitvari çak l dizilimi ve çak l dizilimi ve çak l uzun eksen yönlenimi gibi tortul yap lar, bu görü ü destekler niteliktedir (Emre, 1996).
3.2.1.3 Asartepe Formasyonu
Gediz Grabeni içinde dik yarl vadiler ve sarp yamaçl sivri tepeleriyle belirgin olan birim, çal ma alan n n bat s nda Sart Mustafa bat ve güneydo usunda oldukça küçük bir alanda yüzlek vermektedir. Genellikle bejimsi-turuncumsu, gri ve boz
30
renkli olan birim, ba l ca, kumta arakatman ve arakatk lar içeren çak lta lar ndan yap l d r (Emre, 1996).
Formasyon akarsu denetimli alüvyon yelpazesi dolgular ndan yap l d r. De i ik boyutta gereç içermesi, alüvyon yelpazesinin olu umunu sa layan ak nt lar n enerjilerinin zaman içinde de i ti ini gösterir. Tektonizma etkisi ile sürekli yükselmekte ve alüvyon yelpazesi çökelleri olu maktad r (Emre, 1996).
3.3 Adala Grubu
3.3.1 Filiztepe Formasyonu
Ba l ca kireçta lar ndan yap l olan birim, Adala kuzeydo usu ve Filiztepe çevresinde yakla k 9 km2’lik bir alanda yüzeylemektedir. D yüzeyi gri-bej, taze yüzeyi aç k gri-bej-beyaz renkli olan kireçta lar oldukça iyi pekle mi , dayan ml , orta kal n katmanl d r. Yayg n olarak saz fosilleri ve Gastropoda fosilleri içerir. Bol erime bo luklu ve gözeneklidir. Kal nl 1 m’yi a mayan killi, kumlu ve çak ll küçük mercekler ve olu uk içi çak lta lar kapsar. Karbonatl kil ve kumdan olu an bir ara madde ile tutturulmu olan taban çak lta lar , dereceli olarak kireçta lar na geçer (Emre, 1996).
3.3.2 Mevlütlü Formasyonu
Salihli-Ala ehir ovalar ile metamorfik kayalar aras nda, KB-GD do rultusunda yay l m gösteren birim, çak lta , çak ll kumta , kumta ve çamurta ardalanmas ndan yap l d r. Genel olarak gri, bej, turuncu ve ye ilimsi renklerde olan bu yüzeyler az pekle mi ve az dayan ml olan bu düzeyler, ender olarak ince kireçta mercekleri içerir. Tabanda bask n olan çak lta lar , üst kesimlere do ru yerini kumta ve çamurta lar na b rak r. Gözlenen tortul yap lar örgülü akarsu ortam ndaki bir çökelimi yans t r (Emre, 1996).
3.4 Alüvyonlar
Çal ma alan nda Sart-Çamur Kapl cas ve Allahdiyen Köyü’nün kuzey kesimlerinde baz akarsular n kenar nda as l kalm ekiller olu turan ya l alüvyonlar, birkaç metre kal nl ktad r. Temel kayalar ve Neojen tortullardan türeme gereçlerin büyüklü ü, silt ile iri blok aras nda de i mektedir.
Salihli ve Ala ehir ovalar n olu turan genç alüvyonlar, güncel akarsular n yataklar boyunca erit eklinde uzan rlar. Benzer ekilde, silt-iri blok boyutunda, temel ve Neojen ya l kayaç gereçlerinden yap l d r.
3.5 Yap sal Jeoloji
Anadolu Levhas ’n n bat ya hareketinin bir sonucu olarak Bat Anadolu Geç Oligosen’den günümüze K-G do rultusunda geni leyen bir bölge olarak kabul edilmektedir (Seyito lu ve Scott, 1996). Bat Anadolu K-G yönlü gerilmeler sonucu y lda 3-6 cm genle mektedir (Y lmaz ve di ., 2000). Bunun sonucunda, bölgenin jeolojisinde egemen yap unsurlar olarak D-B do rultulu dü ük ve yüksek aç l normal faylarla s n rlanan grabenler geli mektedir (Arpat ve Bingöl, 1969, Hetzel ve di ., 1995; Emre 1996; Emre ve Sözbilir 1997; Koçyi it ve di ., 1999; Y lmaz ve di ., 2000; Seyito lu ve di .,. 2002; Bozkurt, 2004). Grabenlerin kenar fay zonlar , 100-150 km devaml l k gösteren ve zon uzunluklar ço unlukla 8-10 km'yi geçmeyen k sa faylardan olu mu bir fay demeti halindedir. Bu faylar n üzerinde, sürekli bir sismik aktivite kaydedilmektedir (Y lmaz ve di ., 2000). Bu bölgelerin dünyan n en aktif ve h zl deformasyon gösteren bölgelerinden birini olu turdu u bir çok ara t r c taraf ndan belirtilmektedir (Jackson ve McKenzie, 1984; Eyido an ve Jackson 1985; Ambraseys ve Jackson, 1998, Le Pichon ve di ., 1995; Reilinger ve di ., 1997; Altunel, 1999).
Emre 1996’ya göre ayr lma faylar yla olu an yar m graben alanlar nda (Büyük Menderes Grabeni) tortullar depolan rken, bir yandan da granitik sokulumlar, ayr lma fay zonunun yukar do ru kavislenerek bükülmesine neden olmaktad r. Son
32
y llarda yap lan çal malarda, graben çökellerinin temeli niteli indeki Menderes Masifi’nin bir metamorfik çekirdek kompleksi oldu u görü ü yayg nd r (Bozkurt ve Park, 1994; Seyito lu ve Scott, 1996; Emre ve Sözbilir, 1997; Koçyi it ve di ., 1999; Y lmaz ve di ., 2000). Genel olarak, masifte Bozda Horstu’nun h zl yükselmesi, yüksek sismik aktivite ve erozyon ile Pliyosen-Kuvaterner ya l çok kal n, iri taneli alüvyal ve flüvyal sedimentler Büyük Menderes, Küçük Menderes ve Gediz Grabeni’nde birikmi lerdir (Möller ve di ., 2004). Gediz Grabeni içerisindeki Turgutlu ve Salihli granodiyoritleri, Bozda çekirdek kompleksini olu turan granitik- granodiyoritik yükselimin de i ik noktalarda yüzeylemi bir uzant s eklindedir (Emre ve Sözbilir, 1997). Granodiyoritleri kesen Karadut Fay ’n n Erken Miyosen ya l oldu u ve Karadut Fay ile yakla k 200km uzunluktaki Gediz Grabeni’nin olu um sürecinin ba lad tahmin edilmektedir (Emre, 1996). Karadut Fay , dü ük e im aç l (12-20º), K, KKB veya KKD’ye e imli normal bir fayd r. Fay aynas , temel-Neojen dokana boyunca (yakla k 40 km), hemen hemen kesintisiz olarak, temel kayalar üzerinde, sabit e imli yüzeyler olu turur. Çok dayan ml olan bu yüzeyler, ayn zamanda güncel topo rafya yüzeyinin olu turdu u için, Karadut fay haritaya fay yüzeyi olarak yans maktad r. Küçük ölçekte bak ld nda, göz alabildi ine düzgün yüzeyler eklinde dikkati çeken fay yüzeyi, bölgesel ölçekte hafif dalgal ve ayn yükseklikte olmayan yüzeyler eklindedir. Fay yüzeyinin olu turdu u yamaçlar üzerinde, yer yer yamalar eklinde korunmu Neojen ya l tortullar veya fay n tavan blo undaki Menderes Masifi’ne ait kayalar bulunur. Bu faylanma sonucu “kataklastik zon” olarak adland r lan ve kal nl yakla k 10 m ile 60 m aras nda de i en, milonitik bir zon geli mi tir. Bu zonun Turgutlu çevresine de in uzanabildi i dü ünülmektedir. Milonitik zonun renk, doku ve bile i i temeldeki ana kayaya ba l d r. Yüzeyden derinlere do ru gidildikçe ana kayaya dereceli geçi lidir. Karadut Fay zonu boyunca, s cak su ve maden suyu kaynaklar , H2S ç k lar (Göbekli ve Allahdiyen köyleri) ile hemen üzerindeki tortullarda kükürt konsantrasyonlar ola and r (Üfürük). Granodiyoritleri üzerleyen k s mlarda, dü ük tenörlü pirit, arsenopirit ve zinober cevherle mesi görülür. Tüm bu özellikleriyle Karadut Fay ’n n bir detachment (ayr lma) fay oldu u söylenmektedir. Grabenin uzan m na ko ut dü ey ya da yüksek e imli faylar daha çok K-G, KD-GB, KB-GD
do rultulu faylar olup Karadut Fay Yüzeyi’ni parçalara ay r rlar. Bu faylar n s cak su ve H2S gaz n n ç k nda büyük rol oynad klar dü ünülmektedir (Emre, 1996).
Karadut Fay tavan blo unda geli en genle meli tortul havzada, önce Geç Miyosen (?) ya l , alüvyal yelpaze ortam ürünü Ac dere formasyonu depolanm t r. Pliyosen'de grabenin güney kenar nda Göbekli formasyonu, kuzeyinde ise Filiztepe formasyonu çökelmi tir. Göbekli formasyonunu üstleyen Asartepe formasyonu ve Filiztepe formasyonunu üstleyen Mevlütlü formasyonlar Pleyistosen'de çökelmi tir. Pleyistosen sonlar nda, 1.1 - 0.01 milyon y l ya l (Erinç, 1970; Borsi ve di ., 1972; Tekkaya, 1976) Kula bazaltlar n n son iki evresine ait (Ercan ve Öztunal , 1982) lav ak nt lar , Gediz Nehri vadisini izleyerek, çal ma alan n n kuzeyinde Adala kasabas na kadar ula m t r (Emre, 1996).
Havza denetiminde do rudan rol oynayan faylar n en önemlileri olan Keserler, Ac dere, Dereköy ve Yenipazar faylar , grabenin uzan m na ko ut olarak kilometrelerce uzunluktad rlar. Arazi verilerine göre bu faylar n ya , baz ara t r c lar n da belirtti i gibi (Koçyi it, 1984; Dart ve di ., 1995), havza kenar ndan havza ortas na do ru ilerledikçe (Salihli - Ala ehir ovalar na yakla t kça) gençle ir. Salihli-Ala ehir ovalar n s n rlayan Yenipazar - Dereköy ve Mevlütlü faylar , Pleyistosen sonras tektonizma ürünüdür. Grabenin uzan m na dik yönde geli en faylardan, "accommodation" fay (:engör, 1987) olarak nitelendirilen yüksek aç l faylar n olu umu (>45º), arazi verilerine göre, Asartepe formasyonunun çökeliminden öncedir. Yüksek e im aç l bu normal faylar n Salihli-Ala ehir ovalar boyunca Göbekli ve Asartepe birimlerinin aniden kesilmesi, Dereköy ve Yenipazar faylar n n alüvyonlarca örtülmü olduklar n dü ündürmektedir. Mevlütllü Fay da benzer ekilde yorumlanm t r.
Gediz Grabeni içerisinde Salihli-Ala ehir ovalar n n kuzey ve güneyinde kalan bölümler, morfolojik ve yap sal yönden birbirinden farkl özelliktedir. Güney kesiminde Neojen ya l kayalar, metamorfik temel ile söz konusu ovalar aras nda geni li i 3 km ile 7 km aras nda de i en, sarp ve engebeli bir topo rafya sunar. Dar vadiler ve keskin s rtlar olu turan yarlarla dikkati çeken alan n tümü göz önüne
34
al nd nda, en yüksek ve en alçak noktalar aras ndaki yükseklik fark 780m’dir. Kuzeydeki Neojen tortullar ise, 6-10 km geni likte, çok az engebeli bir alanda yer al rlar. Bu faylara ait belirgin bir fay verisine rastlan lmam t r. Grabenin güney kesiminde, ayr lma fay ndan kal tsal bloklar fay yüzeyi üzerinde e im yönünde hareket ederken, mezo - makro boyutta yüksek aç l normal faylar geli mi tir. Tortulla ma ile ya t veya daha sonra olu mu çok say da sintetik ve antitetik mezoskopik faylar n do rultular , K74° - 47°B aras nda yo unla r. Makroskopik boyuttaki sintetik ve antitetik faylar n tümü, e im at ml normal faylard r (Emre, 1996).
Salihli - Ala ehir ovalar n n kuzeyinde, Filiztepe formasyonunun çökelmeye ba lad andan günümüze kadar geçen sürede, Mevlütlü Fay d nda, tortul kayalar etkileyen herhangi bir k r k hatt olu mam t r. Katmanlar ço u kez yatayd r veya yataya yak n konumdad r. Grabenin güney kenar nda ise tortul kayalar n e im aç lar oldukça yüksek de erler almakta ve s k s k e im yönleri de i mektedir Grabenin güney kesiminde çökelen tortullar n, daha sonra GB yönünde e imlenmeleri, Karadut fay yüzeyi üzerindeki bloklar n hareketleriyle aç klanabilir (Anders ve Schlische, 1994; Emre, 1996). Grabenin güney kesiminde günümüzde de süren oldukça aktif bir tektonizman n etkili oldu unu gösteren kan tlar: 1) Güneyde tortullar n h zl bir a nmay yans tan sarp ve engebeli topo rafyas 2) Kataklastik, kristalin ve metamorfik kayalar da a nd ran genç - dar vadiler ve baz vadi yamaçlar nda as l kalm taraçalar 3) Fay hatlar boyunca yayg n olan oldukça büyük boyutlu heyelanlar ve kayma aç l mlar 4) Graben boyunca zaman zaman önemli hasarlara yol açan depremlerdir. Grabenin kuzey kesiminde kayda de er bir tektonik etkinlik olmad n , engebesiz veya çok az engebeli bir topo rafyada derin olmayan dereler ve yayvan s rtlar bulunmas ile aç klanabilir (Emre, 1996).
BÖLÜM DÖRT H DROEOLOJ 4.1 Giri
Salihli Jeotermal alanlar n n içerisinde bulundu u Gediz Grabeni jeolojik ve tektonik özelliklerinden dolay s cakl k bak m ndan da Türkiye’nin önde gelen 15 önemli jeotermal alanlar ndan biridir (Akku , 2003). Bu çal ma kapsam nda jeolojik birimlerin hidrojeolojik özellikleri incelenmi tir. Çal ma alan içerisindeki mevcut so uk su kuyular n n yeralt su seviye ölçümleri kullan larak yeralt suyu ak m yönü belirlenmi tir. Meteorolojik veriler nda bölgeye dü en y ll k ya lar de erlendirilmi ve bölgede meteorolojik su bütçesi yap lm t r.
4.2 Su Noktalar
'nceleme alan içerisindeki su noktalar kaynaklar, s ve derin kuyular, çe meler ve akarsular olmak üzere ba l ca dört gruba ayr l r.
4.2.1 Kaynaklar
Çal ma alan içerisindeki kaynaklar termal ve mineralli kaynaklar ile so uk su kaynaklar olarak ay rt edilmi tir. Termal su kaynaklar Kur unlu Kapl cas (Örnek No: 29) ve Sart-Çamur Kapl cas (Örnek No:41-41) jeotermal alanlar nda görülmektedir. Eri en ve di er., (1996), Kur unlu ve Sart-Çamur jeotermal alanlar nda 20’ye yak n s cak su kayna n n gözlendi ini belirtmi lerdir. Ancak günümüzde Kur unlu Jeotermal Alan ’nda aç lan jeotermal kuyular nedeniyle bu alandaki kaynaklar n neredeyse tamam kaybolmu tur.
Mineralli su kaynaklar , Kur unlu Kapl cas (Örnek No:27) ve Üfürük (Örnek No:39) jeotermal alanlar nda yer almaktad r. Termal ve mineralli su kaynaklar d ndaki so uk su kaynaklar ise bölgenin yüksek kesimlerinde Bahçecik, Gökköy ve Allahdiyen köyleri çevresinde olup, debileri oldukça dü üktür.
