Maden Tetkik ve Arama Dergisi
http://dergi.mta.gov.tr
Doğu Karadeniz Bölümü (Ordu, Rize, Artvin-KD Türkiye) jeotermal sahalarının nadir toprak elementleri ve itriyum jeokimyası
Rare earth elements and yttrium geochemistry of the geothermal fields in the Eastern Black Sea Region (Ordu, Rize, Artvin), NE Turkey
Esra HATİPOĞLU TEMİZELa* , Fatma GÜLTEKİNa ve Arzu FIRAT ERSOYa
aKaradeniz Teknik Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 61080 Trabzon, Türkiye.
Araştırma Makalesi Anahtar Kelimeler:
Jeotermal su, NTE jeokimyası, Hidrojeokimya, Ordu- Rize-Artvin, Doğu Karadeniz.
Geliş Tarihi: 09.10.2018 Kabul Tarihi: 17.12.2018
ÖZ
Bu çalışmada Doğu Karadeniz Bölümü’nde yer alan jeotermal sahalardaki sıcak ve soğuk sularda nadir toprak elementlerinin (NTE) davranışları ve göç süreçleri belirlenmiştir. Jeotermal suların sıcaklıkları 38-60 °C arasındadır. Sarmaşık jeotermal suyu Na-Ca-SO4, İkizdere jeotermal suyu Na- Ca-HCO3, Ayder jeotermal suları Na-Ca-CO3-SO4, Şavşat jeotermal suyu Na-HCO3-Cl su tipindedir.
Tüm jeotermal sahalar alkalen özellikli jeotermal sulara (pH:7-9.3), oldukça düşük NTE+Y konsantrasyonlarına, az belirgin Ce anomalisine ve belirgin pozitif Eu anomalisine (Ayder sahası hariç) sahiptirler. İncelenen suların NTE+Y içeriği, fraksiyonlaşma ve pozitif Eu anomalisi su/kayaç oranı, pH ve çevre kayaçlardaki mineraller tarafından kontrol edilmektedir. Yapılan termodinamik hesaplamalar ile jeotermal sahalardaki NTE hareketlerinin Ln+3, LnOH+2, LnCl+2, Ln(SO4)2-, LnSO4+, LnHCO3+2, Ln(CO3)2- ve LnCO3+ kompleksleri tarafından gerçekleştirildiği belirlenmiştir.
* Başvurulacak yazar: Esra HATİPOĞLU esrahatipoglu@ktu.edu.tr
Atıf bilgisi: Temizel Hatipoğlu, E., Gültekin, F., Ersoy Fırat, A. 2019. Rare earth elements and yttrium geochemistry of the geothermal fields in the Eastern Black Sea Region (Ordu, Rize, Artvin), NE Turkey. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 160, 135-154.
https://doi.org/10.19111/bulletinofmre.502835
MADEN TETKİK VE ARAMA
D E R G İ S İ
İÇİNDEKİLER Türkçe Bask 2019 160
Oligosen yaşl Datça-Kale-Ac Göl havzasnda çökelme ile eş yaşl tektonizma izleri, Bat Anadolu ...Gülşen ELMAS, Gürol SEYİTOĞLU, Nizamettin KAZANCI ve Veysel IŞIK/ Araştrma Makalesi 1 İstanbul - Yenikap’daki Holosen yaşl isti n sedimentolojik özellikleri ve çökelme ortamlar
...Meltem SEZERER BULUT, M. Namk YALÇIN ve Oya ALGAN/Araştrma Makalesi 21 Babaeski-Lüleburgaz-Muratl-Çorlu bölgesindeki Paleojen-Neojen isti erinin paleoortamsal özellikleri ve ostrakod incelemesi (Güneydoğu Trakya, Türkiye)
...Ümit ŞAFAK/Araştrma Makalesi 45 Biga Yarmadas’ndaki granitoyitlerin (KB Anadolu, Türkiye) petrolojik ve jeokimyasal özellikleri ...Ümit AYDIN, Pnar ŞEN, Öner ÖZMEN ve Erdal ŞEN/Araştrma Makalesi 81 Doğu Akdeniz’in gaz hidrat potansiyeli
...Şükrü MEREY ve Sotirios Nik. LONGINOS/Araştrma Makalesi 117 Doğu Karadeniz bölümü (Ordu, Rize, Artvin-KD Türkiye) jeotermal sahalarnn nadir toprak elementleri ve itriyum jeokimyas
... Esra HATİPOĞLU TEMİZEL, Fatma GÜLTEKİN ve Arzu FIRAT ERSOY/Araştrma Makalesi 135 Uçucu kül içeren killi karşmlarn dş görünüş özellikleri ...Fatma DAĞCI, Nazl İpek KUL GÜL ve Niyazi Uğur KOÇKAL/Araştrma Makalesi 155 Hamit Plütonu’na (Türkiye) ait kayaç örneklerinde faktör ve kümeleme analizleri ile elementlerin kökeni üzerine istatistiksel yaklaşm ...Füsun YALÇIN, Daniel G. NYAMSARI, Nurdane İLBEYLİ ve Rifat BATTALOĞLU/Araştrma Makalesi 163 İstatistik ve kokriging yöntemlerini kullanarak sondaj ve IP-Rs verilerinin kombinasyonu ile mineral kaynaklarnn tahmin edilmesi ... Kamran MOSTAFAEİ ve Hamidreza RAMAZİ/Araştrma Makalesi 177 Arzev bölgesi (Cezayir’in kuzeybats) için bilgi değeri ve frekans oran kullanlarak heyelan duyarllk haritalamas
... Roukh ZINE EL ABIDINE1 ve Nadji ABDELMANSOUR/Araştrma Makalesi 197 Beni Mellal Atlas (Fas) karstik masi nde aeromanyetik prospeksiyon ve uzaktan alglama verilerini kullanarak jeolojik yaplarn haritalanmas
...Ikram BOUTIRAME, Ahmed BOUKDIR, Ahmed AKHSSAS ve Ahmed MANAR/Araştrma Makalesi 213 Rezidüel gravite alan verilerinden 2 boyutlu doğrusal ve doğrusal olmayan ters çözüm modelini kullanarak bir tuz domunun simülasyonu
...Soheyl POURREZA ve Farnush HAJIZADEH/Araştrma Makalesi 231 Nummulites Sireli Deveciler (N. Sireli Alan Türnün Junior Homonimi) Nummulites Ercumenti Nom. Nov olarak yeniden isimlendirilmesi ...Ali DEVECİLER/Eleştiri Yazs 245 KATKI BELİRTME ... 247 Maden Tetkik ve Arama Dergisi Yaym Kurallar ... 249 ISSN : 1304-334X E-ISSN : 2651-3048
Keywords:
Geothermal water, REE geochemistry, Hydro geochemistry, Ordu-Rize- Artvin, Eastern Black Sea.
ABSTRACT
In this study, behavior and migration processes of rare earth elements (REEs) were determined in the thermal and cold waters of the geothermal fields in the Eastern Black Sea Region.The temperatures of the geothermal waters are between the range of 38 and 60 °C. The water types are Na-Ca-SO4 for Sarmaşık (Ordu) field, Na-Ca-HCO3 for Ikizdere (Rize) field, Na-Ca-CO3-SO4, for Ayder (Rize) field and Na-HCO3-Cl for Savsat (Artvin) field. All geothermal fields are in alkaline geothermal character (pH: 7-9.3) and have very low REE + Y concentrations, slightly significant Ce contens and significantly positive Eu anomalies (except for Ayder geothermal field). REE+Y content, fractionation and positive Eu anomalies of the investigated water are controlled by water/rock ratio, pH and minerals in the host rocks. According to the thermodynamic calculations, it was determined that the mobility of the REEs in geothermal fields were mainly controlled by Ln3+, LnOH2+, LnCl2+, Ln(SO4)2-, LnSO4+, LnHCO32+, Ln(CO3)2- and LnCO3+ complexes.
1. Giriş
Nadir toprak element (NTE)’leri, benzer fizikokimyasal özelliklere sahip atom numaraları 57’den 71’e kadar olan (La-Lu) uyumlu grup elementleridir. İtriyum (Y)’da NTE’ne benzer
kimyasal davranış sergiler ve jeokimyasal çalışmalarda kullanılırlar. Son yıllarda birçok araştırmacı tarafından hidrotermal sistemlerle ilgili yapılan çalışmalarda, NTE ve Y (NTE+Y)’un davranışının incelenmesi ile jeotermal suların yeraltı dolaşımı sırasında kimyasal
alterasyon, ikincil mineral çökelim koşulları, partikül malzemelerin durumu ve hareketi gibi suların jeokimyasal davranışları hakkında önemli bilgilere ulaşılabileceği belirlenmiştir (Hass vd., 1995; Bau ve Dulski, 1999; Embley vd., 2007; Craddock ve Bach, 2010; Göb vd., 2013; Shakeri vd., 2015; Bragin vd., 2018).
Hidrotermal sistemlerde su ve çevre kayaç arasındaki etkileşim oranı, soğurma süreçleri ve kimyasal kompleksleşme reaksiyonları gibi olaylar NTE’nin dağılım modellerini etkilerler. Bilindiği gibi NTE taşıyan minerallerin dengesi ve ayrışma koşulları çevre kayacın alterasyonu sırasında NTE’nin hareketliliğine ve serbest kalmasına sebep olur.
NTE’nin çözünürlüğü bu elementleri yeraltı sularında kompleksleştirerek dengeleyen anyonik ligandların varlığına bağlıdır. Bu nedenle termodinamik prensiplere dayanan kimyasal türleştirme hesaplamaları jeotermal sularda NTE+Y’un kimyasal süreçleri hakkında daha fazla bilgi ortaya koyabilir (Wood, 1990). NTE+Y, su-kayaç-magmatik gaz etkileşimi, birincil mineral çözünmesi, ikincil mineral çökelmesi gibi süreçleri anlamak için kullanılırlar (Bragin vd., 2018).
Doğu Karadeniz Bölümü’nde, genellikle volkanik ve magmatik kayaçların yüzeylendiği çalışma sahalarında kayaçların mineralojisi ve petrografisine ilişkin çok sayıda çalışma mevcuttur (Özbeşikçi vd., 1981; Gedik vd., 1992; Göksu, 1996; Temizel, 2002;
Karslı vd., 2004; Arslan ve Aslan, 2006; Temizel vd., 2012; Evcimen ve Karslı, 2012). Sahada sıcak suların yüzeye çıkışını kontrol eden KD- GB yönlü doğrultu atımlı faylar aynı zamanda beslenme yollarını oluşturur. Bu sıcak su kaynaklarının araştırılmasına ve kullanımına yönelik olarak yakın çevrelerinde MTA ve diğer araştırmacılar tarafından birçok araştırma yapılmıştır (Kartal, 1972; Büyük, 1978; Terlemez ve Yılmaz,1980; Erzenoğlu ve Tamgaç, 1986; Gürsel, 1991; Kara, 1997; Uzel ve Gündüz, 1998; Gündüz, 1999; Fırat Ersoy, 2001; Akkuş vd., 2005). Literatürde yapılan çalışmalardan farklı olarak yapılan bu araştırma ile Doğu Karadeniz Bölümünde yer alan Sarmaşık jeotermal sahası (SJS), Ayder jeotermal sahası (AJS), İkizdere jeotermal sahası (İJS) ve Şavşat jeotermal sahası (ŞJS) sularının NTE+Y içerikleri ve fraksiyonlaşması belirlenmiştir. Bunların yanı sıra suların kimyasal türleştirme hesaplamaları ile sularda NTE+Y içeriklerini kontrol eden jeokimyasal süreçler de değerlendirilmiştir.
Arazi çalışmaları, Nisan 2016-Ekim 2017 tarihleri arasındaki jeolojik çalışmalar, yerinde ölçüm ve örnekleme çalışmaları şeklinde yürütülmüştür.
Örnekleme çalışmaları inceleme alanlarında yer alan 4 adet sıcak su kuyusundan, 2 adet sıcak su kaynağından, 6 adet soğuk kaynak suyundan ve 8 adet yüzey suyundan olmak üzere toplam 20 noktadan yapılmıştır. Örnek alınan su noktalarında yerinde ölçüm çalışmaları esnasında suların T (sıcaklık), Eİ (elektriksel iletkenlik), pH, TÇK (toplam çözünmüş katı madde) ölçümleri YSI-556 model çok parametreli ölçüm aleti ile yapılmıştır.
Ölçümler sırasında kullanılan problar her ölçüm öncesi ve sonrasında saf su ile yıkanarak korunmuş ve her arazi çalışmasından önce tampon çözeltiler ile günlük kalibrasyonları yapıldıktan sonra çalıştırılmıştır. Suların majör anyon-katyon ve iz element içeriklerini belirlemek amacıyla 500 mL polietilen şişelerle örnekleme yapılmıştır.
Su örneklerinin kimyasal analizleri, Hacettepe Üniversitesi Hidrojeoloji Mühendisliği Bölümü Su Kimyası Laboratuvarında (Ankara) iyon kromatografi tekniği, NTE+Y analizleri ise İndüktif Eşlenik Plazma-Kütle Spektrometresi (ICP-MS) yöntemi ile yaptırılmıştır. Majör katyonlar (Ca+2, Mg+2, Na+ ve K+), Cl- ve sülfat iyon kromotografi sistemi ile belirlenmiştir. Alkalinite ise standart titrasyon yöntemi ile belirlenmiştir. SiO2 spektrofotometrik yöntem ile analiz edilmiştir. Analizlerin iyon denge hatası %5’in altındadır. Kayaç jeokimyasal analizleri ACME Laboratuvarı’nda (Kanada) İndüktif Eşlenik Plazma-Kütle Spektrometresi (ICP-MS) kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
NTE’nin seçilmiş kompleksleri (Ln+3, LnCO3+, Ln(CO3)2-, LnCl+2, LnSO4+, LnHCO3+2, LnOH+2, LnO+, LnO2- ve LnO2H*; Ln lantanitlerden herhangi birini temsil etmektedir) Visual MINTEQ (Gustafsson, 2012) programında termodinamik parametrelerin veri tabanı kullanılarak hesaplanmıştır. Modelleme işlemi atmosferik basınçta sularda ölçülen sıcaklık ve pH değerleri kullanılarak gerçek yeraltı suyu bileşimi için yapılmıştır. Hesaplamalarda majör iyonlar, Fe, Mn, Al ve NTE+Y kullanılmıştır. Ce ve Eu anomalileri (Ce/Ce*= CeCN/(LaCN*PrCN)0.5), (Eu/
Eu*= EuCN/(SmCN*GdCN)0.5) eşitlikleri kullanılarak hesaplanmıştır (CN: Kondrit normalize değeridir (Sun ve McDonough, 1989).
3. Jeolojik-Hidrojeolojik Yapı
Türkiye’nin doğusunda yer alan Doğu Karadeniz Bölümü jeolojik açıdan Doğu Pontid tektonik birimi (Ketin, 1966) olarak adlandırılır. Pontidler, Samsun’un batısında ve doğusunda, Batı Pontidler ve Doğu Pontidler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır (Özsayar vd., 1981). Doğu Pontidler tektonik ünitesi ise Özsayar vd. (1981) tarafından Ardanuç-İspir- Kemaliye-Reşadiye sınırı ile “Kuzey” ve “Güney”
olmak üzere iki zona ayrılmıştır. Doğu Pontid Kuzey Zonu’nda magmatik ve volkano-tortul kayaçlar egemen iken, Güney Zonu’nda ise tortul kayaçlar egemendir. Bu çalışma kapsamında incelenen SJS, İJS, AJS ve ŞJS’ları Doğu Pontid Kuzey Zonunda yer almaktadır. Kuzey zonda Paleozoyik, Mesozoyik ve Senozoyik dönemlere ait birimler yüzeylenir (Şekil 1). Doğu Pontidlerde en yaşlı birimi Paleozoyik yaşlı granitoyidler oluşturur. Bu birimler üzerine uyumsuz olarak Jura yaşlı volkanitler ve volkaniklastikler gelir. Bölgede yer alan Geç Kretase başlıca volkanik (bazalt, andezit ve piroklastik) ve kırıntılı tortul kayaçlar (kumtaşı, silttaşı ve çamurtaşı) ile temsil edilir. Bu birimleri Geç Kretase yaşlı granitoyidler keserek yerleşmiştir. Bölgedeki kırıntılı tortul kayaçlar (çakıltaşı, kumtaşı, çamurtaşı), volkanik kayaçlar (andezit, bazalt ve piroklastik) ve bunları keserek yerleşen granitik kayaçlar Eosen yaşlıdır.
Miyosen yaşlı birimler, tefrit, bazalt ve piroklastikler
ile aratabakalı klastik çökel kayaçlardan oluşmaktadır.
Pliyosen yaşlı kırıntılı çökeller çakıltaşı, kumtaşı, silttaşı ve marn ardalanmasından oluşmaktadır (Şekil 1).
SJS ve çevresinde Geç Kretase yaşlı genellikle bazaltlardan oluşan volkanik kayaçların birincil gözeneklilikleri oldukça düşüktür. Tektonik faaliyetler sonucunda kazanmış oldukları çatlaklı yapı kayaçlara ikincil gözeneklilik kazandırmış ve yer yer geçirimlilik sağlamıştır. Birimlerin genelinde homojen olmayan bu geçirimli düzeyler yüzey sularının faylar boyunca da derinlere inmesini sağlar. Eğimli bir topoğrafyanın egemen olduğu bu alanda, sığ derinliklere inen sular yamaçlardan küçük debili kaynaklar şeklinde boşalırlar. Dolayısıyla volkanik kayaçlar yeraltı suyu bakımından çatlaklı oldukları yersel alanlarda önem taşımaktadır.
İJS ve yakın çevresindeki Jura yaşlı çakıltaşı, kumtaşı ve silttaşı gibi kırıntılı kayaçlardan oluşan birimler geçirimlidir. Genellikle volkano-tortul karakterli olan Geç Kretase ve Eosen yaşlı birimler aglomera ve tüf şeklinde temsil edilen piroklastik kayaçların yüzeylendiği alanlarda geçirimlidirler.
Çalışma alanında geniş bir alanda yüzlek veren granitoyidi oluşturan granit, granodiyorit gibi kayaçların geçirimlilikleri çatlaksız ve ayrışmamış oldukları alanlarda çok düşüktür. Ancak bu kayaçlarda
Şekil 1- a)Türkiye’nin tektonik haritası (Okay ve Tüysüz, 1999’dan değiştirilerek), b) Doğu Pontidler’deki volkanik ve sokulum kayaçların dağılımı (Güven, 1993; Arslan vd., 2013; Yücel, 2013; Temizel vd., 2016’dan değiştirilerek).
özellik kazandırmıştır. Ayrıca değişik ayrışma derecelerinin görüldüğü bu kayaçlarda mineraller arasındaki bağlar zayıflamış ve kayaçlar yüzeyde ve sığ derinliklerde dağılgan özellik kazanmıştır.
Dolayısıyla granitoyid çatlaklı ve ayrışmış olduğu alanlarda geçirimli, çatlaksız ve ayrışmamış olduğu alanlarda geçirimsizdir.
AJS’nda Geç Kretase yaşlı bazalt ve andezit türü kayaçlardan oluşan birimlerin geçirimlilikleri yoktur, ancak tüfler şeklinde yüzeylenen piroklastikler geçirimlidir. Geniş bir alanda yüzeylenen granitoyidin iyi gelişmiş çatlak sistemleri birime geçirimlilik kazandırmıştır. Çatlaklardan her mevsim boşalan kaynak suları bunu ispatlamaktadır.
ŞJS’nda genellikle kırıntılı tortul kayaçlar ve volkanik kayaçlar yüzeylenmektedir. Birincil gözeneklilikleri yüksek olan çakıltaşı, kumtaşı ve silttaşı gibi kayaçların geçirimli olmaları çimentolanma derecelerine göre değişiklik gösterir.
Volkanik kayaçların birincil gözeneklilikleri düşüktür ancak soğuma sırasında gelişmiş yapıları ve tektonik faaliyetler çatlaklı olmalarını sağlamıştır. Alanındaki Geç Kretase yaşlı birimlere ait tüfler geçirimli, dasit ve riyodasit türü volkanik kayaçlar geçirimsizdir.
4. Majör İyonlar
İncelenen sahalardaki suların kimyasal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla jeotermal kuyu, sıcak kaynak, soğuk kaynak ve yüzey sularından örnekler alınmıştır. SJS’nda sıcak kaynak suyundan (SARKAP), iki adet soğuk kaynak suyundan (SSK, ÇK), ve havzayı drene eden yüzey suyundan (IDD- IDB) örnekleme ve yerinde ölçümler yapılmıştır.
İJS’nda örnekleme ve ölçüm çalışmaları jeotermal kuyudan (ILKAP), bir adet soğuk su kaynağından (ISK) ve jeotermal sondajın yakınındaki yüzey suyundan (IDERY-IDERA) yapılmıştır. AJS’nda bir adet jeotermal kuyudan (AYKAP), iki adet sıcak su kaynağından (AYKÖPK, AYESH), bir adet soğuk su kaynağından (HOŞSU) ve yüzey suyundan (AYDEREY-AYDEREA) yerinde ölçüm ve örnekleme yapılmıştır. ŞJS’nda yerinde ölçüm ve örnek alımları jeotermal kuyudan (ILICAS), maden suyundan (CDMS), soğuk kaynak suyundan (ŞSSK) ve yüzey suyundan (CERDERY-CERDEA) yapılmıştır. Alınan örnek noktalarının tanımlamaları, koordinatları ve kot değerleri çizelge 1’de verilmiştir.
kaynağının (SARKAP) sıcaklığı 47°C, Eİ değeri 1935 µS/cm, pH değeri 8.05’dir. Hakim anyon ve katyonları Na ve SO4 iyonlarının oluşturduğu sıcak kaynak suyunda Mg iyonu oldukça düşük değerlerdedir (Çizelge 2). Bu sahada yer alan iki farklı soğuk su kaynağının (SSK ve ÇK) sıcaklıkları yaklaşık 14°C, Eİ değerleri 174 ve 337 µS/cm’dir. pH değerleri yaklaşık 7 olan soğuk kaynaklarda Ca ve HCO3 iyonları hakimdir. Sahada yer alan yüzey suyunun (IDD-IDB) pH’ı yaklaşık 8 civarında, Eİ değeri 84-94 µS/cm’dir ve bu sularda Ca ve HCO3 iyonları egemendir.
IJS’nda jeotermal kuyuda 60°C sıcaklık ve 7.03 pH değeri ölçülmüştür. Eİ değeri 6633 µS/cm olan sıcak suda hakim anyon ve katyonları Na ve HCO3 iyonları oluşturur (Çizelge 2). IJS’ndaki soğuk kaynağın pH değeri 7.34, Eİ değeri 22 µS/cm ve Ca ve HCO3 iyonları hakimdir (Çizelge 2). Havzayı drene eden yüzey suyunda Ca ve HCO3 iyonları egemen olup, pH değeri yaklaşık 6.7, Eİ değeri yaklaşık 18 µS/cm’dir.
Na, CO3 ve SO4 iyonları hakim olduğu AJS’nda yerinde yapılan ölçümlerde jeotermal kuyunun sıcaklığı 55°C, pH değeri 9.15, Eİ değeri 233 µS/
cm’dir (Çizelge 2). Bu sahada doğal olarak boşalan iki adet sıcak su kaynağından AYESH’nin sıcaklığı 20°C, pH’ı 8.16, Eİ değeri 33 µS/cm, AYKÖPK kaynağının sıcaklığı 30°C pH’ı 9.32, Eİ değeri 266 µS/cm’dir. AYESH’de Na ve HCO3 iyonları hakim iken AYKÖPK’da Na ve SO4 iyonları hakimdir (Çizelge 2). Sahadaki Ca ve HCO3 iyonlarının egemen olduğu soğuk kaynağın (HOŞSU) pH değeri 7.56, Eİ değeri 35 µS/cm’dir. Sahada yüzey suyunun pH’ı yaklaşık 7 civarında, Eİ değeri üst kotlarda 19 µS/cm, alt kotlarda yaklaşık 22 µS/cm dir ve hakim anyon ve katyonları Ca ve HCO3 dır.
ŞJS’nda jeotermal kuyu suyunun (ILICAS) sıcaklığı 39°C, pH değeri 6.9, Eİ değeri 5734 µS/cm’dir. Kuyu suyunda Na ve HCO3 iyonları egemendir. Maden suyunun (CDMS) pH değeri 6.2, Eİ değeri 2741 µS/cm, hakim anyon ve katyonları Na ve HCO3 iyonlarıdır. Ca ve HCO3 iyonlarının egemen olduğu soğuk kaynak suyunun (ŞSSK) pH değerleri 7.59, Eİ değeri 155 µS/cm’dir. Dere suyunun kimyasal özellikleri kaplıca suyu karışımından önce (CERDERY) ve karışımdan sonra (CERDERA) birbirinden farklıdır (Çizelge 2). CERDERY’nin pH’ı 7.92, Eİ değeri 122 µS/cm ve hakim anyon- katyonları Ca ve HCO3 iken Eİ değeri 411 µS/cm
olan CERDERA’nın hakim anyon katyonları Na ve HCO3’tır. Dışarıya boşalan sondaj suyu yakınından geçen dere suyunu fiziksel ve kimyasal olarak etkilemiştir.
Doğu Karadeniz Bölümü jeotermal sahalarında suların Piper Diyagramındaki konumları değerlendirildiğinde SJS’nda sıcak sularda toprak alkali elementler (Ca+Mg), alkali elementlerden (Na+K); güçlü asit (Cl+SO4) kökleri de zayıf asit köklerinden (CO3+HCO3) fazladır. Soğuk kaynak ve yüzey sularında ise tersi durum gözlenmektedir (Şekil 2). İJS, AJS ve ŞJS sıcak sularında alkali elementler (Na+K), toprak alkali elementlerden (Ca+Mg); zayıf asit kökleri de (CO3+HCO3) güçlü asit (Cl+SO4) köklerinden fazladır. Cl içeriği çok düşük olan Ayder sıcak sularında CO3 ve SO4 yaklaşık aynı değerlerde bulunurken SO4’ın düşük olduğu Şavşat sıcak sularında Cl ve HCO3 iyonları yaklaşık aynı değerlerdedir. Her üç alanda soğuk kaynak ve yüzey sularında ise toprak alkali elementler (Ca+Mg); alkali elementlerden (Na+K), sıcak sularda olduğu gibi zayıf asit kökleri de (CO3+HCO3) güçlü asit (Cl+SO4) köklerinden fazladır (Şekil 2).
Çalışma alanındaki suların çevre kayaçlarla etkileşim derecelerini tahmin etmek için termodinamik modelleme kullanılarak farklı mineraller için doygunluk indisleri hesaplanmıştır (Çizelge 3).
Jeotermal sahalarda yüzeylenen volkanik kayaçlarda mikroskobik olarak belirlenen birincil mineralleri plajioklas, alkali feldispat, ojit, hornblend ve kuvars gibi silikatlı mineraller, ikincil mineralleri ise kalsit, kuvars ve klorit türü mineraller oluşturur. Çevredeki tortul kayaçları ise kireçtaşları, kumtaşları, marnlar, çörtlü kireçtaşı ve jips merceklerinin gözlendiği gölsel çökeller oluşturur. Bu litolojiler dikkate alınarak seçilen minerallere ait doygunluk indisi (SI) değerleri, arazide ölçülen sıcaklık ve pH ile kimyasal analiz sonuçları kullanılarak AquaChem 2014.1 adlı bilgisayar programı içerisinde yer alan PHREEQC yazılımı ile hesaplanmıştır (Çizelge 3).
SI değerleri incelendiğinde çalışılan alanlardaki sıcak ve soğuk suların tümü anhidrit, jips gibi sülfat minerallerine doygun değildir. Sarmaşık sıcak kaynak ve soğuk kaynak suyu aragonite ve kalsite hafifçe doygunluk üstü bir eğilim gösterirken, dolomite doygun değildir. Yüzey suları kalsit ile yaklaşık denge
Çizelge 1- İnceleme alanlarında örnekleme yapılan noktaların koordinatları.
Örnek No Koordinat
(UTM 37 T WGS84) Kot (m)
Sarmaşık (Ordu) Jeotermal
Sahası
SARKAP (Sıcak Kaynak) 0383154 - 4536830 102
SSK (Soğuk Kaynak) 0383064 - 4536784 101
ÇK (Çayır Kaynağı-çeşme) 0375853 - 4532828 225
IDD (Ilıca Dere Doğu) 0383619 - 4536877 100
IDB (Ilıca Dere Batı) 0383071 - 4536795 104
İkizdere (Rize) Jeotermal
Sahası
ILKAP (Jeotermal kuyu) 0635840 - 4515969 848
ISK (Soğuk Kaynak) 0637838 - 4516474 995
IDERY (Yüzey Suyu) 0636570 - 4516090 966
IDERA (Yüzey Suyu) 0635555 - 4516034 821
Ayder (Rize) Jeotermal Sahası
AYKAP (Jeotermal Kuyu) 0676703 - 4535711 1228
AYKÖPK (Sıcak Kaynak) 0673100 - 4541100 825
AYESH (Sıcak Kaynak) 0676356 - 4535638 1200
HOŞSU (Soğuk Kaynak- çeşme) 0677192 - 4535639 1271
AYDEREA (Yüzey Suyu) 0673500 - 4539500 1050
AYDEREY (Yüzey Suyu) 0678212 - 4535863 1300
Şavşat (Artvin) Jeotermal Sahası
ILICAS (Jeotermal Kuyu) 0282740 - 4586153 1495
CDMS (Maden Suyu) 0281351 - 4573470 1145
ŞSSK (Soğuk Kaynak) 0282628 - 4588250 1550
CERDERY (Yüzey Suyu) 0282940 - 4585958 1496
CERDERA (Yüzey Suyu) 0281280 - 4586418 1490
Çizelge 2- İncelenen suların fizikokimyasal parametreleri. Örnek No Sıcaklık (°C)
pH
Eİ (uS/cm) TÇK mg/L Ca mg/L Mg mg/L Na mg/L K mg/L Cl mg/L Alkalinite (HCO
3+ CO3) mg/LSO4 mg/L% Hata Sarmaşık Jeotermal Sahası SARKAP478.0519351260213.130.33261.903.7997.1211.76875.81.43 SSK14.57.817414151.867.5514.063.392.35203.335.242.90 CK147.08337272112.237.1815.023.865.27370.788.491.95 IDD15.28.27946925.824.346.690.662.15101.663.660.47 IDB15.87.87846623.293.765.370.541.5289.703.420.62 İkizdere Jeotermal Sahası ILKAP607.0366332587331.3179.01965.65140.66464.122810296.23.03 ISK11.87.3422197.240.713.090.400.3023.921.492.98 IDERY9.16.417166.820.721.320.370.1423.922.382.46 IDERA9.27.419177.080.801.710.530.3823.922.494.76 Ayder Jeotermal Sahası AYKAP559.15233978.740.0639.930.732.6935.338.12.97 AYKOPK31.79.3229617116.770.2663.661.069.77241180.93 AYESH208.1633248.261.2412.80.361.3630.512.54.29 HOSSU10.87.5635319.251.733.830.890.480.681.513.91 AYDEREA7.76.8422215.190.51.210.310.1318.31.961.42 AYDEREY10.37.319177.491.032.070.610.100.491.623.34 Şavşat Jeotermal Sahası ILICAS396.95734304428846.35132335.14105226011660.90 SSSK9.27.5915514455.758.0711.460.081.25191.374.791.81 CDMS126.227412369369.460.07100322.28771.8923791502.89 CERDERA13.88.5341134050.99.07116.462.9183.69251.1817.64.45 CERDERY8.67.9212211643.156.5513.40.421.13155.494.94.26
durumundadır (Şekil 3a) İkizdere jeotermal kuyu suyu aragonit, kalsit, barit ve dolomit minerallerine doygundur. Soğuk kaynak ve yüzey suları seçilen hiçbir minerale doygun değildir (Şekil 3b). Ayder sıcak jeotermal kuyu suyu aragonit, kalsit ve dolomite hafifçe doygun iken soğuk kaynak ve yüzey suları doygun değildir (Şekil 3c). Şavşat jeotermal suyu ve Ciritdüzü maden suyu aragonit, kalsit ve dolomite doygun, yüzey suları doygun değildir (Şekil 3d).
Silikat minerallerini temsilen seçilen K- feldispat mineraline İkizdere ve Şavşat sıcak suları doygun iken, Sarmaşık ve Ayder sıcak suları doygun değildir.
K-mika mineraline ise Ayder sıcak suyu dışındaki tüm sıcak ve soğuk sular doygundur. Kaolinit ve illit gibi kil minerallerine Ayder sıcak suları dışındaki tüm sıcak ve soğuk sular doygundur. Talk mineraline ise Şavşat sıcak suları dışındaki tüm sıcak sular doygundur. Ayder jeotermal kuyu suyu hariç tüm sıcak sular kuvars mineraline hafifçe doygunluk üstü bir yönelim gösterirken, Ayder jeotermal kuyu suyu hafifçe doygunluk altı bir eğilim gösterir. Götit ve hematit gibi minerallere tüm sıcak ve soğuk sular aşırı doygunluk gösterir (Çizelge 3).
5. Nadir Toprak Elementleri ve İtriyum
Periyodik çizelgedeki konumları yakın olmasına rağmen NTE+Y elementleri farklı fizikokimyasal özelliklere sahiptirler ve su kayaç etkileşiminde jeokimyasal süreçlerin yorumlanmasında yaygın olarak kullanılırlar. Ayrıca bu elementler hidrojeolojik ortamlarda antropojenik veya doğal anomali etkilerine tepki olarak meydana gelen değişiklikleri yansıtabilirler (Bragin vd., 2018).
Çalışılan jeotermal alanlar ve yakın çevrelerinde incelenen sularda ve yüzeyleme veren kayaçlardan alınan örneklerin NTE+Y konsantrasyonları çizelge 4’de, Kondrit’e göre normalize (Sun ve McDonough, 1989) edilmiş NTE+Y dağılım modelleri şekil 4’de verilmiştir. Şekil 4b, d, f ve h incelendiğinde tüm sahalardaki sularda NTE+Y desenleri küçük farklılıklar hariç hemen hemen birbirlerine benzemektedir. Bu durum suların içinde dolaştığı çevre kayaçların benzer türden olduğunu gösterir.
Çizelge 4 ve şekil 4 değerlendirildiğinde, incelenen sularda ∑NTE konsantrasyonu SJS’nda 0.06-1.83
Şekil 2- İncelenen su örneklerinin Piper diyagramındaki konumları.
Çizelge 3- İncelenen sularda bazı mineraller için doygunluk indisi hesaplamaları. Sarmaşık Jeotermal Sahasıİkizdere Jeotermal Sahası MinerallerFormülSARKAPSSKÇKIDDILKAPISKIDERY AlbitNaAlSi3O8-0.85-0.98-2.33-1.400.49-2.71-4.40 AnhidritCaSO4-0.63-3.15-2.72-3.52-1.06-4.33-4.15 AragonitCaCO30.380.09-0.090.011.43-1.36-3.09 BaritBaSO41.09-1.76-0.56-1.850.43-1.34-1.59 Ca-MontmorillonitCa0.165Al233Si367O10(OH)2-0.754.333.583.413.403.543.79 KalsitCaCO30.510.240.060.161.55-1.93-2.93 SölestinSrSO4-0.86-3.53-2.52-3.99-1.1-4.9-4.82 DolomitCaMg(CO3)2-1.36-0.15-0.89-0.242.99-4.71-6.73 FloritCaF2-0.13-2.77-2.86-3.57-1.22-3.70-5.04 JipsCaSO4:2H2O-0.54-2.90-2.47-3.27-1.08-4.08-3.90 GötitFeOOH7.578.077.017.917.916.603.77 HalitNaCl-6.29-9.01-8.66-9.36-5.13-10.51-11.21 İllitK0.6Mg0.25Al23Si35O10(OH)2-0.743.622.322.673.351.861.40 K-FeldispatKAlSi3O8-0.610.88-0.440.061.61-1.08-2.40 K-MikaKAl3Si3O10(OH)24.5510.029.138.659.678.498.94 KaolinitAl2Si2O5(OH)40.595.365.224.594.175.576.26 KuvarsSiO20.130.490.210.390.490.24-0.16 RodokrozitMnCO3-1.63-3.14---0.06--4.56 SideritFeCO3-6.70-0.99-0.34-2.43-0.52-2.32-3.16 TalkMg3Si4O10(OH)24.50-1.38-7.120.543.14-8.49- ViteritBaCO3-3.00-4.01-3.43-3.81-1.99-4.60-6.08
Çizelge 3- devamı. Ayder Jeotermal SahasıŞavşat Jeotermal Sahası MinerallerFormülAYKAPAYKOPKAYESHHOSSUAYDERYILICASCDMSSSSKCERDERY AlbitNaAlSi3O8-3.42-1.79-1.99-1.79-2.891.751.48-3.01-1.90 AnhidritCaSO4-2.88-2.30-3.39-4.22-4.27-1.47-1.47-3.15-3.22 AragonitCaCO30.810.78-1.01-3.32-3.820.690.00-0.20-0.07 BaritBaSO4--1.30-1.01--0.410.82--1.41 Ca-MontmorillonitCa0.165Al233Si367O10(OH)2-5.05-2.221.203.793.566.407.101.91 2.78 KalsitCaCO30.940.92-0.86-3.17-3.660.830.16-0.040.09 SölestinSrSO4-2.99-3.16-3.45-4.76-4.70-1.94-3.49-4.17-4.07 DolomitCaMg(CO3)20.280.45-2.26-6.93-8.051.28-0.32-0.82-0.54 FloritCaF2-2.94-1.77-3.24-4.89-5.56-0.23-0.94-3.27-2.91 JipsCaSO4:2H2O-2.85-2.11-3.16-3.97-4.01-1.33-1.21-2.90-2.96 GötitFeOOH5.716.517.327.186.406.243.387.548.10 HalitNaCl-8.59-7.79-9.28-10.22-11.12-4.40-4.77-9.37-9.33 İllitK0.6Mg0.25Al23Si35O10(OH)2-5.11-2.140.312.511.975.495.540.121.63 K-FeldispatKAlSi3O8-3.14-1.30-1.140.09-0.892.312.33-2.62-0.85 K-MikaKAl3Si3O10(OH)2-0.932.365.668.588.6012.2812.205.957.54 KaolinitAl2Si2O5(OH)4-2.80-0.602.794.985.276.727.413.934.30 KuvarsSiO2-0.080.260.380.630.280.781.150.070.34 RodokrozitMnCO3------1.32-2.51-- SideritFeCO3-8.12-6.90-3.54-3.85-4.40-0.60-1.37-0.88-1.04 TalkMg3Si4O10(OH)24.435.16-0.83-4.63-8.33-1.84-7.00-5.26-2.55 ViteritBaCO3--3.56-4.61-4.06--2.63-3.23--3.80
Şekil 3- Seçilen bazı minerallere göre doygunluk indisleri a) Sarmaşık jeotermal sahası, b) İkizdere jeotermal sahası c) Ayder jeotermal sahası, d) Şavşat jeotermal sahası.
Çizelge 4- İncelenen suların Nadir Toprak Element + İtriyum konsantrasyonları (kayaçlar:ppm, sular:ppb, öla: ölçüm limiti altında). LaCePrNdSmEuGdTbDyYHoErTmYbLu SARMAŞIK JEOTERMAL SAHASI (SJS) F-3 tüfit7.912.61.646.81.470.481.550.241.567.90.260.940.110.750.12 F-5Kumlu kçt46.10.83.20.590.140.640.090.543.90.130.360.060.360.05 F-8Bazaltik tüf1634.24.520.14.431.424.770.754.5624.60.952.670.42.470.4 F-10Bazalt29.651.35.2617.53.210.572.860.472.8318.70.612.070.332.240.39 SARKAPSıcak su0.1290.4860.0580.7730.0540.2240.020.0070.0150.170.0070.0180.0020.0170.023 SSKSoğuk suölaöla0.0040.0250.0080.0050.0060.0010.0060.0440.0010.00400.0030.001 ÇK-Soğuk suölaölaöla0.0160.0230.044öla0.001öla0.085öla0.002öla0.002öla IDDYüzey suyu0.0130.0740.010.0430.0120.0050.0170.0020.0130.0690.0010.0090.0010.0040.001 IDBYüzey suyu0.0230.0650.0170.060.0140.0050.0150.0020.0120.0830.0020.0100.0080.001 İKİZDERE JEOTERMAL SAHASI (İJS) IK-1Granit31.657.26.0620.63.60.753.660.583.7422.20.772.360.382.570.4 IK-2Granit15.227.83.0911.42.360.52.630.432.9918.30.642.080.312.140.36 ILKAPSıcak su0.1260.610.0540.7620.0890.2860.0430.010.0390.4320.0050.0390.0050.0320.027 ISKSoğuk su0.1550.2730.0460.170.0390.0170.0390.0040.0270.1830.0030.0220.0030.0180.003 IDERAYüzey suyu0.10.2170.0390.1410.0350.0090.0270.0040.030.180.0040.0160.0020.0150.004 IDERYYüzey suyu0.0830.3160.0330.1130.0230.010.0190.0040.0220.1570.0030.0140.0020.0120.004 AYDER JEOTERMAL SAHASI (AJS) AY-1Granodiyorit0.92.60.5231.210.921.840.342.312.40.491.530.211.350.2 AY-2Granodiyorit30.445.94.66152.180.61.620.221.317.10.250.740.110.80.13 AY-3Bazalt17.536.74.97215.041.446.161.17.1742.51.624.990.745.10.81 AYKAPSıcak suölaöla0.003öla0.0030.002öla00.00350.00400.003000.001 AYESHSıcak suölaölaölaöla0.0010.004öla000.00400.00100öla AYKOPSıcak suölaöla0.0020.0110.0020.0020.0020.0010.0090.0100.00300.00350 HOSSUSoğuk suölaöla0.0030.0060.00150.001öla0.00050.0030.00300.002000.001 AYDEREYYüzey suyu0.0280.0910.0050.01160.0040.00350.0140.0010.0020.0193öla0.001300.00250.0005 AYDEREAYüzey suyu0.0770.1220.01150.05250.0090.0060.00950.0010.01050.053500.010500.00750.002
Çizelge 4- devamı. LaCePrNdSmEuGdTbDyYHoErTmYbLu ŞAVŞAT JEOTERMAL SAHASI SV-1Kumtaşı5.411.21.567.12.070.722.280.382.4513.60.521.530.231.450.22 SV-2Kumtaşı8.817.82.4710.72.960.893.190.543.2418.20.732.020.31.880.3 TD-1Trakiandezit16.129.23.1311.21.860.531.170.130.6530.110.270.030.250.03 TD-3Trakiandezit14.925.52.739.51.520.530.920.110.52.40.10.180.030.190.03 C-1Volkanojenik kmt4.49.11.36.41.770.712.170.362.4312.90.51.50.21.330.2 C-7Volkanojenik kmt5.311.11.547.21.90.722.380.382.3813.90.531.570.211.420.22 TRV-1Traverten2.53.50.5320.550.20.930.181.313.20.290.920.120.850.13 ILICASSıcak su0.3580.5930.0510.6490.0470.2720.0270.0040.0420.3960.0040.0290.0020.0330.024 CDMSSoğuk su0.180.6150.05750.80750.0380.19550.05850.00750.0430.3010.0020.02850.00250.0160.003 ŞSSKSoğuk suölaöla0.0030.0160.00250.00150.0020.00100.010300.00200.0020.0015 CERDERAYüzey suyu0.0050.020.0380.1380.0210.1180.02850.0020.02250.1240.0050.00550.0010.0130.028 CERDERYYüzey suyu0.0680.270.020.0390.0130.0050.0140.0020.0130.120.0020.0080.0010.0060.004
Şekil 4- İnceleme alanındaki kayaçlarda (a, c, e ve g) ve sularda (b, d, f ve h) kondrite göre normalize (Sun ve McDonough, 1989) edilmiş NTE+Y dağılımları (a, b:Sarmaşık sahası; c,d: İkizdere sahası; e,f: Ayder sahası; g,h: Şavşat sahası).
ppb, İJS’nda 0.64-2.13 ppb, AJS’nda 0.01-0.3 ppb ve ŞJS’nda 0.03-2.13 ppb arasındadır. Jeotermal sularda en yüksek ∑NTE konsantrasyonu ILKAP (İkizdere) ve ILICAS (Şavşat) (∑NTE=2.13 ppb) örneklerinde
ölçülmüştür. En düşük NTE konsantrasyonları (∑NTE=0.01-0.3 ppb) pH değeri en yüksek (8.60- 9.86), TÇK değeri ise en düşük olan (52-173 mg/L) AJS sularında ölçülmüştür.
normalize (Sun ve McDonough, 1989) edilmiş LaCN/ GdCN oranları >1 (CERDERA ve IDD hariç), YbCN/ GdCN oranları ise <1dir (ILICAS hariç). Bu oranlara göre suların büyük bir çoğunluğunun Hafif Nadir Toprak Elementleri (La-Eu, HNTE) bakımından zenginleştiğini, diğer taraftan Ağır Nadir Toprak Elementleri (Gd-Lu, ANTE) bakımından fakirleştiğini göstermektedir (Şekil 4b, d, f ve h). Son yıllarda literatürde yapılan birçok araştırmaya benzer şekilde (Gammons vd., 2005; Shakeri vd., 2015; Zhang vd., 2016; Bragin vd., 2018) SJS, İJS ve AJS sularında artan sıcaklık ile TÇK miktarı ve ∑NTE değerleri de artmıştır. Diğer sahalara göre bazik karakterde (pH~9) olan AJS suları ölçülen yüksek sıcaklığa (~55°C) rağmen oldukça düşük TÇK miktarlarına (~97 mg/L) sahiptir. Bu sahada suların içerisinde dolaştığı granitik çevre kayaçlarda gözlemlenen feldispatların killeşmesi sonucunda oluşan kil minerallerinin sulardaki elementleri adsorbe etmesi suların TÇK miktarının azalmasına dolayısıyla çok düşük ∑NTE konsantrasyonuna sahip olmasına neden olmuştur.
İncelenen tüm jeotermal suların (Ayder sahası hariç) en belirgin ortak özellikleri belirgin Eu anaomalisine sahip olmalarıdır. Jeotermal sularda hesaplanan Eu anomalileri (Eu/Eu*) SJS’nda 20.84, İJS’nda 14.13, ŞJS’nda 23.34’tür. AJS’nda ise sadece AYKÖPK örneğinde 3.057 civarında Eu anomalisi hesaplanmıştır. Ayrıca incelenen jeotermal sularda gözlenen pozitif Ce anomalileri (Sarmaşık:1.37, İkizdere: 1.81, Şavşat: 1.07, Ayder: hesaplanamadı) hidrotermal sistem içinde oluşan indirgeyici koşulları yansıtmaktadır. Sıcak sularda Fe oksihidroksitlerin desorpsiyonu götit gibi Fe’li minerallere yüksek doygunluk değerlerini (Şekil 3) ve pozitif Ce anomalilerini açıklamaktadır.
Çalışma sahalarındaki yüzey ve soğuk su kaynaklarının NTE+Y içerikleri termal sulara paralel ve daha düşük konsantrasyonlarda değişmektedir.
Yüzey sularında HNTE ve ANTE konsantrasyonları arasındaki fraksiyonlaşma jeotermal sulara göre daha azdır.
İncelenen sahalardaki çevre kayaçlarda belirlenen NTE+Y dağılım modelleri şekil 4a, c, e ve g’de görülmektedir. SJS’ndaki tüfit, (F-3), kumlu kireçtaşı (F-5), bazaltik tüf ve bazaltlar (F-8, F-10), İkizdere ve Ayder jeotermal sahalarında granitik (IK-1, IK- 2) ve granodiyoritik (AY-1, AY-2) çevre kayaçlar,
trakiandezit (TD-1, TD-3), volkanojenik kumtaşı (C1- C7) ve traverten (TRV-1) türü kayaçlar negatif Eu, az belirgin Ce anomalisi göstermektedirler. Bunların yanısıra çevre kayaçlar sulara benzer şekilde HNTE bakımından zenginleşirken ANTE bakımından fakirleşmektedir.
6. Seryum ve Evropiyum Anomalileri
Demir hidroksitlerde soğurma sürecinde Ce+3 Ce+4’e kolayca oksitlenir (Bau ve Dulski, 1999).
Ce anomalileri pH’a bağlıdır ve alkali sularda gözlemlenir (Moller, 2001). +3 değerlikli NTE ile karşılaştırıldığında, Ce+4 tercihen Mn oksitler tarafından adsorplandığı için (De Carlo vd., 1998) düşük sıcaklıklı yüzey suları genellikle negatif Ce anomalisi gösterirler.
Dünya genelinde yapılan çalışmalarda NTE+Y davranışlarının analizleri yüksek sıcaklıklı klorürlü sistemlerde (T>230 °C, pH<7) pozitif Eu anomalisinin varlığını göstermiştir. Bu sistemlerdeki NTE+Y dağılım modelleri benzerdir ve çevre kayaç türlerinden etkilenmezler. Diğer taraftan pH>7 olan hidrotermal sistemler belirgin negatif Eu anomalisi gösterir (Klinkhammer vd., 1994). Termodinamik hesaplamalar yüksek sıcaklıklı akışkanlarda (T >300
°C) uygun basınçta Eu’nun +2 değerlikte bulunduğunu ve klorür kompleksleri oluşturduğunu göstermiştir.
Bu kompleksler +3 değerlikli NTE ile oluşturulmuş komplekslerden daha kararlıdır (Haas vd., 1995).
Yapılan birçok çalışma NTE+Y’un (özellikle Eu) fraksiyonlaşmasının karmaşık bir süreç olduğunu, bu elementlerin davranışlarının fizikokimyasal çevresel parametrelere bağlı olduğunu göstermiştir (Bragin vd., 2018). Yüksek sıcaklıklı hidrotermal rezervuarlarda akifer bileşiminin NTE+Y içeriği ve fraksiyonlaşması daha az etkiye maruz kalır ve sonuç olarak pH ve basınç kompleks bileşik oluşumuna yardımcı olur (Hass vd., 1995). Yüzeye yakın düşük sıcaklıklı hidrotermal alanlarda (T<100 °C), suların NTE+Y içerikleri ve dağılımı pH, kayaç bileşimi ve su/kayaç oranı ile kontrol edilmektedir.
İnceleme alanındaki tüm sular az belirgin Ce anomalisi (Ce/Ce*= CeCN/(LaCN*PrCN)0.5) ve AJS hariç belirgin pozitif Eu (Eu/Eu*= EuCN/(SmCN*GdCN)0.5) anomalisi göstermektedir (Şekil 4). Eu anomalisi jeotermal sahaların çevre kayaçlarında bulunan Eu’
