T.C.

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AYDIN-GERMENCİK BÖLGESİ JEOTERMAL SAHASININ

İNCELENMESİ

JEOFİZİKTE ÖZEL KONULAR-1

Hazırlayan

Büşra AKÇA

2013505004

Danışman

Prof.Dr.Müjgan ŞALK

Prof.Dr.Coşkun SARI

Doç.Dr.Emre TİMUR

Aralık,2017

İZMİR

i

ÖZET

Bu raporda amaç, Batı Anadolu’nun gelişiminde önemli rol oynayan tektonik

modellerin oluşumları ve Batı Anadolu’nun en önemli karakteristiğini oluşturan

açılma tektoniğine bağlı olarak gelişmiş grabenlerin oluşum mekanizmalarının

öğrenilmesi, jeotermal sistem, jeotermal enerji, bir jeotermal modeli oluşturan

parametreler, ısının yüzeye taşınım türleri, jeotermalin kullanım alanları, jeotermal

aramalarda uygulanan jeofizik yöntemlerin öğrenilmesidir. Aydın-Germencik

bölgesinin jeolojik ve tektonik yapısı, bölgede daha önce yapılmış jeotermal

çalışmaların araştırılması, bölgenin gravite ve manyetik haritalar üzerinden alınan

kesitlerin kontur haritalarının çizdirilmesi ve haritalar üzerinden alınan kesitlerin ve

kesitlere uygulanmış kayan ortalamalarla aynı grafik üzerinde çizdirelerek farklarının

gözlemlenmesi, Powell, Lamontagne ve Güç Spektrumu yöntemlerinin manyetik

kesitler üzerinde uygulanmasıdır.

Anahtar sözcükler: Aydın-germencik, batı-anadolu, graben, jeofizik, jeotermal

ii

İÇİNDEKİLER

Sayfa

Tablo Listesi ................................................................................................................ iv

Şekil Listesi .................................................................................................................. v

BÖLÜM BİR – GİRİŞ ................................................................................................. 1

BÖLÜM İKİ – BATI ANADOLU’NUN TEKTONİĞİ VE AYDIN-GERMENCİK

JEOTERMAL SAHASININ JEOLOJİSİ .................................................................... 2

2.1.Batı Anadolu’nun Tektonik Yapısı ............................................................... 2

2.1.1.Ege Bölgesinde Genişlemeli Tektonik Modeller .................................. 4

2.1.2.Ege Bölgesinde Metamorfik Çekirdek Kompleksi Oluşumları ............ 7

2.2.Grabenlerin Oluşum Mekanizmaları ve Batı Anadolu Graben Sistemi ....... 9

2.3.Aydın-Germencik Bölgesi Tektonik Yapısı ve Jeolojisi ............................ 13

2.3.1.Bölgenin Jeolojisi................................................................................ 13

2.3.2.Jeotermal Alanların Yeri ve Oluşum Özellikleri ................................ 14

BÖLÜM ÜÇ –JEOTERMAL SİSTEM, JEOTERMAL ARAMALARDA

KULLANILAN JEOFİZİK YÖNTEMLER VE AYDIN-GERMENCİK

JEOTERMAL SAHASINDA YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR ......................... 17

3.1.Jeotermal Sistem ......................................................................................... 17

3.1.1.Isı Taşınım Türleri .............................................................................. 19

3.1.1.1.Kondüktif Isı Taşınımı ................................................................ 19

3.1.1.2.Konvektif Isı Taşınımı ................................................................ 19

3.1.1.3.Işınım(Radyasyon)İle Isı Taşınımı .............................................. 20

3.1.2.Jeotermal Sistemi Oluşturan Parametreler .......................................... 20

3.2.Jeotermal Enerji Nedir? .............................................................................. 21

3.3.Jeotermalin Kullanım Alanları ................................................................... 22

3.4.Jeotermal Aramalarda Kullanılan Jeofizik Yöntemler ............................... 23

3.4.1.Gravite Yöntemi.................................................................................. 24

3.4.2.Manyetik Yöntemi .............................................................................. 24

3.4.3.Elektrik Yöntemler.............................................................................. 25

iii

3.4.3.1.Elektrik Özdirenç Yöntemi ......................................................... 25

3.4.3.2.Doğal Gerilim(SP)Yöntemi......................................................... 25

3.4.3.3.IP(Yapay Uçlaşma)Yöntemi ....................................................... 25

3.4.4.Sismik Yöntemler ............................................................................... 26

3.4.5.Elektromanyetik Yöntemler ................................................................ 26

3.4.5.1.VLF Yöntemi .............................................................................. 26

3.4.5.2.Audio Manyetotellürik(AMT)Yöntemi....................................... 26

3.4.5.3.Manyetotellürik(MT)Yöntemi .................................................... 27

3.4.6.Kuyu Logları ....................................................................................... 27

3.4.6.1.SP Logu ....................................................................................... 28

3.4.6.2.Gamma-Ray Logu ....................................................................... 28

3.4.6.3.Rezistivite Logu .......................................................................... 28

3.4.6.4.Nötron Logu ................................................................................ 28

3.4.6.5.Sıcaklık Logu .............................................................................. 28

3.5.Aydın-Germencik Jeotermal Sahasında Yapılmış Çalışmalar ................... 29

BÖLÜM DÖRT –AYDIN GERMENCİK SAHASININ GRAVİTE VE MANYETİK

HARİTALAR ÜZERİNDEN DEĞERLENDİRİLMESİ .......................................... 33

4.1.Aydın Germencik Bölgesinin Gravite ve Manyetik Haritaları ................... 33

4.2.Gravite ve Manyetik Haritaları Üzerinden Alınan Kesitlerin Grafikleri ve

Kayan Ortalama Grafiklerinin Çizdirilmesi ............................................................... 35

4.3.Güç Spektrumu ........................................................................................... 38

4.4.Manyetik Anomalilerin Powell Yöntemi İle Analizi.................................. 40

4.5.Lamontagne Yöntemi ................................................................................. 43

BÖLÜM BEŞ – SONUÇLAR ................................................................................... 45

KAYNAKLAR .......................................................................................................... 46

iv

TABLO LİSTESİ Sayfa

Tablo 3.1. Jeotermal Akışkanın Sıcaklığına Göre Kullanım Alanları

.................................................................................................................................... 22

Tablo 3.2. Kullanım Amaçlarına Göre Jeofizik Yöntemler-1.................................... 23

Tablo 3.3. Kullanım Amaçlarına Göre Jeofizik Yöntemler-2.................................... 23

Tablo 3.4. Çalışma Alanındaki Jeotermal Alanlar ..................................................... 30

Tablo 4.1. Powell Yöntemi Hesaplama Tablosu ........................................................ 42

Tablo 4.2. Lamontagne Baz Ekseni Hesapları ........................................................... 44

v

ŞEKİL LİSTESİ Sayfa

Şekil 2.1. Kuzey Amerika’daki Basin ve Range Yapısı. ............................................. 2

Şekil 2.2. Basin And Range Yapısının Oluşumu. ........................................................ 3

Şekil 2.3. Batı Anadolu Jeolojik Haritaları. ................................................................. 3

Şekil 2.4. Türkiye ve Komşu Ülkelerin Küçük Levhaları ........................................... 4

Şekil 2.5. Ekstensiyonel yay orojeni. ........................................................................... 5

Şekil 2.6. Orojenik Çökme (Collapse) Modelleri. ....................................................... 6

Şekil 2.7. Ege Gerilme/Genişleme Bölgeleri ve Metamorfik Çekirdek

Kompleksi……… ........................................................................................................ 8

Şekil 2.8. Metamorfik Çekirdek Kompleksi Modeli. ................................................... 8

Şekil 2.9. Horst-Graben Sistemi Oluşumu. .................................................................. 9

Şekil 2.10. Ege Bölgesinin Tektonik Yapısı. ............................................................. 10

Şekil 2.11. Batı Anadolu’nun Neotektonik Evrimi. ................................................... 10

Şekil 2.12. Batı Anadolu Grabenlerinin Basitleştirilmiş Haritası. ............................. 12

Şekil 2.13. İnceleme Alanının Yer Bulduru Haritası. ................................................ 13

Şekil 2.14. Aydın İli Jeotermal Alanlar. .................................................................... 16

Şekil 3.1. Jeotermal Bir Sistemde Akışkanın Doğal Sirkülasyonu. ........................... 18

Şekil 3.2. Jeotermal Sistem Modeli ........................................................................... 21

Şekil 3.3. Aydın – Germencik –Ömerbeyli Alanının Taslak Jeotermal Modeli

. ................................................................................................................................... 32

Şekil 4.1. Aydın-Germencik Gravite Kontur Haritası. .............................................. 33

Şekil 4.2. Aydın-Germencik Manyetik Kontur Haritası. ........................................... 34

Şekil 4.3. Gravite Kesit-1 Grafiği. ............................................................................. 35

Şekil 4.4. Gravite Kesit-2 Grafiği. ............................................................................. 36

Şekil 4.5. Gravite Kesit-3 Grafiği. ............................................................................. 36

Şekil 4.6. Manyetik Kesit-1 Grafiği. .......................................................................... 37

Şekil 4.7. Manyetik Kesit-2 Grafiği. .......................................................................... 37

Şekil 4.8. Güç Spektrumu Analizi-1. ......................................................................... 38

Şekil 4.9. Güç Spektrumu Analizi-2. ......................................................................... 39

Şekil 4.10. Sarıkaya Anomalisinin Powell Yöntemi İle Çizimi ................................ 41

Şekil 4.11. Dayk Modeli Nomogram. ........................................................................ 41

vi

Şekil 4.12. Lamontagne Yöntemi Baz Ekseni Grafiği. .............................................. 44

1

BÖLÜM BİR

GİRİŞ

Bölüm İki de; Batı Anadolu’nun tektonik modellerini oluşturan Tektonik Kaçış,

Yay Ardı Açılma, Orojenik Çökme, İki Safhalı Grabenleşme ve Metamorfik

Çekirdek Kompleksi modellerinden; Ege bölgesinin en büyük karakteristiğini

oluşturan grabenlerin oluşum mekanizmalarından ve Batı Anadolu graben

sisteminden bahsedilmiştir. Üzerinde çalışılan Aydın- Germencik sahasının tektoniği

ve jeolojisi hakkında bilgi verilmiştir.

Bölüm Üç te; jeotermal sistem, jeotermal sistemi oluşturan parametreler, ısı akısı,

ısı iletim şekilleri, jeotermal enerji ve kullanım alanlarından, jeotermal aramalarda

kullanılan jeofizik yöntemlerden bahsedilmiştir. Germencik jeotermal sahasında daha

önce yapılmış jeotermal çalışmalar, açılan kuyular, yapılan sondajlar, bölgenin

sıcaklığı hakkında bilgi verilmiştir.

Bölüm Dört te; Aydın-Germencik bölgesinin gravite ve manyetik haritaları

üzerinden en küçük kapanımların olduğu yerlerden kesitler alınmış daha sonra bu

kesitlere beşli ve yedili kayan ortalamalar uygulanmış, ham verilerle birlikte kayan

ortalama grafikleri üst üste çizdirilmiş ve değişimleri gözlemlenmiştir. Güç

spektrumu, manyetik anomalilerin Powell yöntemi ile analizi ve Lamontagne

yöntemi uygulamaları yapılmıştır.

2

BÖLÜM İKİ

BATI ANADOLUNUN TEKTONİĞİ VE AYDIN-GERMENCİK

JEOTERMAL SAHASININ JEOLOJİSİ

2.1. Batı Anadolu’nun Tektonik Yapısı

Ege Bölgesinin güneyinde Afrika Levhası Ege Levhasının altına dalar. Ege

Bölgesinin en büyük karakteristiği genel olarak DB gidişli pek çok graben yapısı

içermesidir. Grabenlerle ilgili fay düzlemi çözümleri genellikle KG yönlü bir

gerilmeyi gösterir.

Kuzey Amerika’daki Basin ve Range bölgesi Ege bölgesiyle benzer tektonik

özelliğe sahiptir. Basin ve Range bölgesi jeolojik olarak oldukça aktif bir bölgedir.

Kuzey Amerika’nın batısında genişlemeli bir tektonik rejime sahiptir. Bu özelliği ile

Batı Anadolu yani Ege Bölgesi ile benzerlik göstermektedir.

Şekil 2.1. Kuzey Amerika’daki Basin ve Range Yapısı(TASA,2009)

3

Şekil 2.2. Basin ve Range Yapısının Oluşumu(TASA,2009)

Basin ve Range Yapısı-Genişlemeli Tektonik Rejim Süreci;

• Astenosfer malzemesinin ergiyerek yükselmesi

• Levhanın gerilmesi

• Kabuğun çatlaması

• Levhanın yükselmesi ve incelmesi

• Horst ve Graben yapılarının oluşumu

Şekil 2.3. Batı Anadolu Jeolojik Haritaları(Seyidoğlu vd. ,2004; Hinsbergen,2010)

4

Batı Anadolu’nun jeoloji haritalarından anlaşılacağı üzere Batı Anadolu’yu oluşturan

jeolojik birimler; İzmir-Ankara Kenet Zonu, Bornova Filişi, Menderes Masifi, Likya

Napları, Oligosen havzaları ve DB ve KD gidişli grabenlerdir.

2.1.1 Ege Bölgesinde Genişlemeli Tektonik Modeller

K-G genişlemeli tektoniğin hâkim olduğu Ege Bölgesi’nde, genişlemenin

başlangıç zamanı ve nedenleri hakkında değişlik görüşler bulunmaktadır. Doğu

Akdeniz’in güncel yapısı levha tektoniği kavramı ile açıklanmaya çalışılmış

(McKenzie, 1970) ve bölgedeki depremlerin odak mekanizma çözümleri sunularak,

kaçma tektoniği modelinin temelleri atılmıştır (McKenzie, 1972; fiekil 38). Kaçma

tektoniği modelinde neden - sonuç ilişkisi kurularak, Güneydoğu Anadolu’da Orta

Miyosen ‘de Bitlis Kenedi boyunca çarpışma ile tetiklenen, Kuzey Anadolu ve Doğu

Anadolu Faylarının gelişmesi ve Anadolu levhasının batıya kaçışı ile gelişen, ve Geç

Miyosen ‘de Batı Anadolu’da D-B grabenler ile kendini gösteren K-G genişlemeli

tektonik rejim ile sonuçlanan bir süreç tanımlanmıştır. (Dewey ve Şengör, 1979;

Şengör, 1982; Şengör vd., 1985).

Şekil 2.4. Türkiye ve Komşu Ülkelerin Küçük Levhaları(Ketin,1982)

Diğer taraftan Ege’deki K-G genişlemeli tektonik, yay-ardı açılma modeli ile de

açıklanmaktadır. Ege yayındaki dalma-batmanın zamanı yay-ardı genişleme için

anahtar konumda olup, hendek güney ve güneybatıya göç ederek yay-ardı bölgesinde

genişleme oluşturmaktadır. Dalma-batmanın başlangıcı Le Pichon ve Angelier

5

(1979; 1981) tarafından Orta Miyosen (13 My) olarak, McKenzie (1978) ile

Jackson ve McKenzie (1988) tarafından Pliyosen (5 My) olarak önerilmiştir.

Meulenkamp vd. (1988) Girit’in jeolojisini ve Spakman vd. (1988) tarafından elde

edilen dalan levhanın tomografik görüntüsünü dikkate alarak Ege yayında dalma-

batmanın başlangıcının en az 26 My önce başlaması gerektiğini, ancak dalma-batma

ilişkili yay-ardı açılmanın oluşabilmesi için dalan levhanın belli bir uzunluğa

erişmesi gerektiği ve buna göre Ege’de yay-ardı genişlemesinin Orta-Geç

Miyosen’de başladığını belirtmişlerdir. Diğer taraftan Thomson vd. (1998) Ege

yayında dönerek geri çekilme (roll-back) işlevinin Erken Oligosen ’den itibaren

çalışmaya başladığını önermiştir.

Şekil 2.5. Ekstensiyonel yay orojeni(Dewey,1980)

Batı Anadolu’da Erken Miyosen havzaların varlığı, bölgedeki volkanik kayaçların

radyometrik yaş tayinleri de kullanılarak Kaya (1981) tarafından da ortaya

konmuştur, ancak bu havzaların KKD gidişli havzalar olduğu dikkate alınarak,

çapraz graben modeli (Şengör, 1987) önerilmiştir. Bu modele göre kuzey gidişli

havzalar, Erken Miyosen ’de K-G sıkışma altında Tibet tipi grabenlere benzer

şekilde gelişmiş ve Geç Miyosen ’den itibaren D-B gidişli graben sistemi, kuzey

gidişli havzaları keserek gelişimlerine devam etmiştir. Kuzey gidişli havzalara ait

çökeller D-B gidişli graben sistemleri içinde kalıtsal olarak yer almış olmalıdır.

Çapraz graben modelinde (Şengör, 1987) hem Erken Miyosen ‘de gelişen havzaların

konumu açıklanmış, hem de batı Anadolu’da K-G genişlemeli tektonik rejimin Geç

Miyosen ‘den itibaren gelişmeye başladığı görüşü, dolayısı ile Ege’deki genişleme

6

tektoniğinin tektonik kaçma modeline bağlı olarak geliştiği öne sürülmeye devam

edilmiştir.

Bat› Anadolu’da D-B grabenlerin (Seyitoğlu ve Scott, 1992a; 1996a; Seyitoğlu,

1992) palinolojik veriler ile Erken Miyosen dönemine ait çökel içerdikleri ve kuzey-

gidişli havza çökellerinin ise volkanik kayaçların radyometrik yaş tayinleri ve

palinolojik analizler ile Erken Miyosen ‘de gelişmeye başladıklarınn belirlenmesi

(Seyitoğlu vd., 1992; Seyitoğlu ve Scott, 1994; Seyitoğlu vd., 1994; Seyitoğlu, 1997;

Seyitoğlu ve Benda, 1998) bu iki farklı yönelimdeki havzaların eş yaşlı

geliştiklerinin ortaya konmasına ve tektonik kaçma ve yay-ardı genişleme

modellerinin Batı Anadolu’daki sedimanter havzaların gelişimini yaş tutarsızlığı

nedeniyle açıklayamacağı belirtilerek, yerine Erken Miyosende orojenik çökme

modeli önerilmiştir (Seyitoğlu, 1992; Seyitoğlu ve Scott, 1996b).

Şekil 2.6. Orojenik Çökme (Collapse) Modelleri (Selverstone, 2005)

7

Koçyiğit vd. (1999) Batı Anadolu’daki genişleme için farklı yapısal ve zamansal

ilişkilerin olduğunu belirterek bulgularını iki evreli graben modeli (episodic two-

stage model) olarak açıklar. Modele göre bölgedeki genişleme iki ayrı safhada

gelişmiştir. İlk olay Erken-Orta Miyosen ‘de orojenik çökme ile ilişkilidir. İkinci

olay ise Pliyo-Kuvaterner ve günümüz zaman›- n› kapsar ve normal faylanma ve

graben oluşumları ile kendini belli eder. Bu iki genişleme evresi K-G yönlü kabuksal

sıkışma dönemi (Geç Miyosen-Erken Pliyosen) ile ayrılmaktadır. İki evreli graben

modeli sonraki çeşitli çalışmalarla da desteklenmiştir (Bozkurt, 2000; 2001; 2003;

Sözbilir, 2002; Bozkurt ve Sözbilir, 2004; Kaya vd., 2004; Beccaletto ve Stenier,

2005; Bozkurt ve Rojay, 2005).

2.1.2 Ege Bölgesinde Metamorfik Çekirdek Kompleksi Oluşumları

1980’li yılların başlarında Kuzey Amerika’da “Basin ve Range” bölgesinde

kristalen masiflerin genişleme rejimine bağlı yüzeylemesini açıklayan metamorfik

çekirdek kompleksi oluşumu ortaya konulmuştur (Coney, 1980; Wernicke, 1981;

Norton, 1986; Hill, 1987; Hodges vd., 1991; Malavielle, 1993). Lister vd. (1984)

taraf›ndan Ege adalarında bölgesel genişlemeye bağlı “Basin ve Range” bölgesindeki

gibi metamorfik çekirdek kompleksi oluşumunun ortaya çıkarılmasının ardından,

Ege Bölgesi’nde pek çok benzer oluşum tanımlanmıştır (Gibson, 1990; Gautier ve

Brun, 1994; Bozkurt ve Park, 1994; Dinter vd., 1995; Jolivet vd., 1996; Vandenberg

ve Lister, 1996; Hetzel vd., 1995; Okay ve Satır, 2000; Işık vd., 2001; Gessner vd.,

2001). Bunlar Menderes, Kazdağ, Rodop, Kikladik ve Girit çekirdek kompleksleridir

(Işık vd., 2004)

8

Şekil 2.7. Ege Gerilme/Genişleme Bölgeleri ve Metamorfik Çekirdek Kompleksi

Alanları(Işık vd.,2003;2004)

Şekil 2.8.Metamorfik Çekirdek Kompleksi Modeli(Fossen,2010)

9

2.2. Grabenlerin Oluşum Mekanizmaları ve Batı Anadolu Graben Sistemi

Horst ve Graben; yerkabuğunun kırılması (fay oluşumu) sonucunda ortaya çıkan

ve çevrelerindeki araziye göre (sırasıyla) daha yüksek ya da daha alçak bir yapı

kazanan uzunlamasına kırık bloklarıdır.

Horst ve graben bloklarının genişliği birkaç santimetreden onlarca kilometreye

kadar değişebilir; derinlikleri ya da yükseklikleri ise yüzlerce metreyi bulabilir.

Bloklar her iki taraftan da dik eğimli normal kırıklarla çevrelenmiştir; kırıklar

boyunca eşit hareketler gerçekleşmiş ve bunun sonucunda bloklarda fazlaca bir

eğilme olmamıştır. Horstları oluşturan kırıkların hareket doğrultusu birbirlerinden

uzaklaşan biçimde, grabenleri oluşturan kırıkların hareket doğrultusu ise birbirlerine

yönelik biçimdedir, iki ya da daha çok horst ve graben yan yana bulunabilir.

Bunların, bölgesel yükselmelerin ya da tuz domu (kubbe) oluşumlarının yol açtığı

yanal gerilmelerin sonucunda ortaya çıktığı sanılmaktadır; bu tür yapılara çoğunlukla

domların ya da antiklinlerin tepe bölümlerinde rastlanır. Grabenlerde oluşan vadilere

çöküntü (rift) vadisi ya da tektonik çöküntü denir; bu yapılan, graben oluşumuyla

bağıntılı volkanik etkinlik belirtileri taşır.

Şekil 2.9. Horst-Graben Sistemi Oluşumu

Ege bölgesinin en büyük karakteristiği genel olarak doğu-batı gidişli pek çok

graben yapısı içermesidir. Grabenlerle ilgili fay düzlemi çözümleri genellikle kuzey-

güney yönlü bir gerilmeyi gösterir (McKenzie, 1972).

10

Şekil 2.10. Ege Bölgesinin Tektonik Yapısı(Kiratzi; Louvari,2001)

Şekil 2.11. Batı Anadolu’nun Neotektonik Evrimi(Şengör,1982)

11

Ege graben sisteminin içindeki grabenlerin kenar faylarının hemen hemen hepsi,

eğimleri derinlere doğru hızla azalan listrik (kürek) şekilli normal faylardır. Ege

grabenler bölgesinin oluşumundan bu yana %50 oranında bir kuzey-güney genişleme

geçirdiği sonucuna varılmıştır(Şengör,). Diğer bir deyişle Ege’de kuzey-güney

mesafe Ege graben sisteminin oluşumundan bugüne iki katına çıkmıştır.

Mc'Kenzie (l972), Batı Anadolu'daki graben gelişimini Anadolu'nun doğudan

batıya devinmesiyle açıklamak istemiştir. Tapponier (l977)' 'de kıtasal alanların

içinde, basınç yönüne paralel olarak grabenlerin geliştiğini savunmuştur. Büyük

Menderes ve Gediz çöküntü alanları birer rift sistemi oluşumlarıdır. Bu rift

sistemleri, doğru atımlı faylarla oluşmuştur. Oluşumları kıtasal kökenli olan bu rift

sistemleri mantodaki domlaşma olayı sonucunda meydana gelen K-G yönlü açılma

kuvvetleriyle gelişmiş olup, uzanımları D-B yönlüdür. Bu iki rift sistemi Sarayköy-

Denizli civarında birleşmektedir.

Bölgenin Bouguer anomali haritasında gözlenenen ilk sonuçlara göre, Büyük

Menderes ve Gediz grabenleri üzerinde negatif gravite anomalileri gözlenmektedir.

Küçük Menderes çöküntü alanı ise fazla belirgin bir özellik göstermemektedir.

Gravite verileri üzerinde yapılan güç spektrumu değerlendirilmesinde, anomaliye

neden olan kütlelere ilişkin ortalama derinlikler bölgesel alan için 2.75 km ve 3.89

km olarak saptanmıştır (Akçığ, l983). Ayrıca, yapılan model çalışma ile de grabenler

için saptanan derinlikler 2.5 km civarındadır (Akçığ, 1983). Gediz grabeni için

Hilbert dönüşümlerinden yararlanarak yapılan derinlik saptamasında elde edilen

sonuç 2.9 km 'dir (Pınar,1983).

12

Şekil 2.12. Batı Anadolu Grabenlerinin Basitleştirilmiş Haritası(Bozkurt,2001)

Batı Anadolu Neojen Havzaları D-B Doğrultulu Grabenler:

a. Alaşehir Grabeni

b. Büyük Menderes Grabeni

c. Denizli Grabeni

d. Küçük Menderes Grabeni

KB-GB Doğrultulu Grabenler:

a. Gördes Havzası

b. Demirci Havzası

c. Selendi ve Uşak-Güre Havzası

13

2.3. Aydın –Germencik Bölgesi Tektonik Yapısı ve Jeolojisi

İnceleme alanı Büyük Menderes Grabeni’nin batısında, yaklaşık doğu-batı

doğrultusunda uzanan grabenin aktif kuzey kanadında yer alır.

Şekil 2.13. İnceleme Alanının Yer Bulduru Haritası(Tarcan,1999)

2.3.1 Bölgenin Jeolojisi

İnceleme alanının temelini Paleozoik yaşlı gnays, şist, metakuvarsit ve

mermerlerden yapılı olan Menderes Masifi ‘ne ait kayaçlar oluşturur. Mermerler

şistlerle uyumlu ve yer yer geçişli olup, mercek konumundadır. Bölgede genellikle

şistlerin alt seviyelerinde bulunan gnayslar ise inceleme alanında şistlerin üzerine

bindirme fayı ile yerleşmiştir. Menderes Masifi ’ne ait bu metamorfik temel

kayaçların üzerine Çakıl taşı, kumtaşı, çamur taşı ve kil taşı ardalanmasından oluşan

Tersiyer (A. Pliyosen-Ü. Pliyosen) yaşlı kırıntılı çökeller uyumsuzlukla yer alır.

Kuvaterner yaşlı alüvyon ve yamaç molozu birimleri yöredeki en genç oluşuklar

olup, tüm birimleri uyumsuzlukla örterler.

14

2.3.2 Jeotermal Alanların Yeri ve Oluşum Özellikleri

İnceleme alanı Türkiye’nin en yüksek hazne sıcaklığı ölçülen sahasıdır. Alandaki

jeotermal sistemler Bozköy-Çamur Jeotermal Alanı ve Ömerbeyli Jeotermal Alanı

olmak üzere iki grupta toplanabilir. Bozköy-Çamur alanında Germencik İlçesi’nin

hemen hemen kuzeyinde yer alan ılıca ve kaplıcalar bulunur. Bunlar Bozköy

(Alangüllü) Kaplıcası, Çamurlu Ilıcası, Ballı Ilıcası, Ilıca Kaynak ve Ali Ilıcası

olarak ele alınmıştır. Aktaş doğal buhar çıkışının da bulunduğu Ömerbeyli Alanı’nda

ise MTA tarafından yapılan jeolojik, jeofiziksel ve jeokimyasal çalışmalar sonucunda

1982-1986 yıllarında açılan 9 derin kuyuda sıcaklıkları 200-232oC,buhar oranı %

10-12 olan jeotermal akışkan elde edilmiştir.

Aydın Germencik-İncirliova jeotermal alanı Menderes Grabeninin batısında yer

almakta olup doğu batı yönlü bir hat boyunca devam etmektedir. Bölgedeki gerilme

tektoniğinin etkisiyle kuzey-güney yönlü açılma ve Menderes Masifi bloğunun

sürekli yükselmesi sonucunda doğu-batı yönlü grabenleşme oluşmuş ve basamak fay

sistemi gelişmiştir. Menderes grabeninde kıtasal kabukta incelmeye bağlı olarak

yüzeye yaklaşan ve zayıflık zonları boyunca yükselen magma faaliyetleri sistemin ısı

kaynağını oluşturur.

İnceleme alanındaki sıcak sular jeotermal alanların çoğunda olduğu gibi meteorik

suların derinlere süzülerek, ısınması ve genç faylara bağlı olarak yüzeylemesi

şeklinde açıklanabilen devirli sistemdedir. Yüzeyden itibaren Neojen yaşlı çakıl

taşları sistemin birinci haznesini, gnays ve kuvars-şist gibi kırıklı kayalar ile karstik

mermerler ise ikinci haznesini oluştururlar. Neojen yaşlı kil taşı ve çamur taşı gibi

geçirimsiz kayalar da örtü kaya özelliğindedir. Graben tektoniğine bağlı olarak

yüzeye yaklaşmış magma sistemin ısı kaynağını oluşturur. İnceleme alanındaki sıcak

sularda yapılan izotop analiz sonuçları bir bütün olarak değerlendiğinde kısaca

yüksek entalpili, meteorik kökenli (çok az miktarda mağmatik bileşen içerebilen)

yaşlı sular (trityum içermediğinden en az 50 yıllık) olarak yorumlanabilir.

İnceleme alanının temelinde yer alan Menderes Masifi’ne ait gnays, kuvars-şist,

gibi çatlaklı kayalar ile karstik mermerler jeotermal sistemlerin yüzeyden itibaren

ikinci haznesini, Neojen yaşlı çakıltaşları ise birinci haznesini oluştururlar. Neojen

yaşlı kırıntılı tortulların killi düzeyleri ise örtü kaya özelliğindedir. Graben

15

tektoniğine bağlı yoğun tektonik etkinlik ve yüzeye yaklaşmış olan mağma,

sistemlerin ısı kaynağını oluşturur. 2. İnceleme alanındaki sıcak sular jeotermal

alanların çoğunda olduğu gibi meteorik suların derinlere süzülerek, ısınması ve genç

faylara bağlı olarak yüzeylemesi şeklinde açıklanabilen devirli sistemdedir. Alandaki

yapılan izotop analiz sonuçları kısaca yüksek entalpili, meteorik kökenli (çok az

miktarda mağmatik bileşen içerebilen) ve yaşlı sulardan (trityum içermediğinden en

az 50 yıllık) oluşan jeotermal sistemlerin varlığını göstermektedir. 3. Jeotermal

sistemlerdeki tüm sıcak sular sodyumlu, klorürlü ve bikarbonatlı su tipini yansıtırlar.

Bölgedeki olası yeraltısuyu hareketi boyunca karışık su tipindeki soğuk sular

jeotermal sistemlerde ısınıp, su-kayaç arasında gelişen çeşitli tepkimeler ile ilksel

yapılarını yitirerek, Na-HCO3-Cl karakterli su tipine dönüşürler. Jeotermal suların

sınıflamasında seyreltik, klorürlü ve bikarbonatlı sular sınıfındadırlar.

16

Şekil 2.14. Aydın İli Jeotermal Alanlar(MTA,2009)

17

BÖLÜM ÜÇ

JEOTERMAL SİSTEM, JEOTERMAL ARAMALARDA KULLANILAN

JEOFİZİK YÖNTEMLER VE AYDIN-GERMENİK JEOTERMAL

SAHASINDA YAPILMIŞ OLAN ÇALIŞMALAR

3.1. Jeotermal Sistem

Jeotermal enerji, genel anlamıyla yerkürenin sahip olduğu doğal ısı olarak

tanımlanabilir. Bu ısının kaynağı yerkürenin iç yapısı ve burada gelişen fiziksel

süreçlerle ilişkilidir. Jeotermal sistemler başlıca üç ana başlık altında

sınıflandırılabilirler. Bunlar hidrotermal sistemler, jeobasınçlı (geopressured)

sistemler ve sıcak kuru kaya (hot dryrock) sistemleridir. Hidrotermal sistemler,

bünyesinde akışkan bulunduran jeotermal sistemlerdir. Bu sistemlerde kendi

içerisinde buhar ağırlıklı ve sıvı ağırlıklı sistemler olmak üzere ikiye ayrılırlar. Buhar

ağırlıklı sistemlerde, sıvı ile buhar birlikte bulunmalarına rağmen, rezervuar boyunca

süreklilik gösteren ve basıncı kontrol eden faz buhar fazıdır. Sıvı ağırlıklı sistemlerde

ise, rezervuarda süreklilik gösteren ve basıncı kontrol eden faz sıvı fazıdır.

Jeobasınçlı sistemler hidrostatik basıncın çok üzerinde akışkan içeren kayaçlardan

oluşan sistemlerdir. Bu sistemler genellikle geçirimsizliği yüksek olan bir örtü kaya

ile kaplı olan zonlardan oluşmaktadırlar. Geçirimsiz örtü kaya etkisiyle sistemde

sıkışan akışkan, basınç gradyanının etkisi ile yükselerek yüzeye ulaşmaktadır. Sıcak

kuru kaya sistemleri ise, ısı taşıyıcı ortam olan suyu içermeyen sistemlerdir (Grant ve

diğerleri, 1982).

18

Şekil 3.1. Jeotermal Bir Sistemde Akışkanın Doğal Sirkülasyonu (Grant, 1982)

Bir jeotermal sistem; ısı kaynağı, bünyesinde büyük miktarda su ve buharı

tutabilecek bir akifer, ısı ve buhar kaybını önleyen bir örtü kayaç ve akifere su

sağlayan bir beslenme kaynağından oluşmaktadır. Şekil 1’de görüldüğü gibi bu tür

sistemlerde soğuk su; faylar, kırık-çatlaklar ve geçirimli özellikteki kayaçlar

aracılığıyla yer altına süzülmekte, burada magmatik sokulumlarla temasa geçerek

ısınmakta ve faylar aracılığıyla veya alçalan soğuk su ile yükselen sıcak su

arasındaki yoğunluk farkından oluşan basınç kuvveti ile yükselmektedir. Ancak çoğu

zaman jeotermal sistemlerde ısı taşınımı magma ile temas eden suyun sirkülasyonu

ile olmaz, aynı zamanda manto ve kabuktan yeryüzüne doğru bir ısı taşınımı da söz

konusudur (Grant ve diğerleri, 1982).

Jeotermal sistemlerde ısının başlıca kaynağı magmatik sokulumlardır. Diğer olası

ısı kaynakları ise, kabuksal kayaçlarda bulunan yüksek miktardaki radyasyon,

eksotermik kimyasal reaksiyonlar, erimiş kayaçların katılaşması veya kristalleşmesi

sırasında açığa çıkan ısı ve faylar aracılığı ile yükselerek akifere giren sıcak

magmatik gazlardır (Armstead, 1978). Jeotermal bir sistemde ısı, kondüksiyon,

konveksiyon ve radyasyon yoluyla olmak üzere üç yolla taşınmaktadır. Kondüktif

taşınım, ısının herhangi bir taşıyıcı ajan olmaksızın sıcaklık gradyanına bağlı olarak

doğrudan iletimidir. Konvektif ısı taşınımı, ısının yer altı suyu hareketi ile

19

taşınımıdır. Radyasyon ise, bir kütlenin sıcaklığından dolayı yaydığı enerjidir

(Domenico ve Schwartz, 1990).

3.1.1. Isı Taşınım Türleri

3.1.1.1. Kondüktif Isı Taşınıı

Kondüksiyon, moleküler titreşim nedeniyle komşu moleküllerin çarpışması

yoluyla ortaya çıkan ısı aktarımıdır. Kondüksiyon yoluyla ısı akımı, sıcaklık

farklılığının bir sonucudur. Sıcaklığın yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere

ısının kondüksiyon yoluyla taşınımıFourier yasası ile ifade edilir. Belirli bir ∆z

mesafesinde sıcaklıkta meydana gelen değişim termal gradyan (T.G.) olarak

adlandırılır ve aşağıdaki şekilde ifade edilir:

Birim zamanda birim alandan geçen ısı enerjisi ise, ısı akısı (qH) olarak

adlandırılır, ısı akısı termal gradyan ile orantılıdır;

Burada K; termal iletkenlik katsayısını ifade etmektedir. Termal iletkenlik

(W/mK), birim termal gradyan altında birim zamanda birim alandan geçen ısı

akımıdır.

3.1.1.2. Konvektif Isı Taşınımı

Genel anlamıyla konveksiyon, sıcak suyun hareketiyle ısının taşınımıdır.

Jeotermal sistemlerde genellikle akışkanın hareketine bağlı olarak konvektif taşınım

meydana gelir. Eğer suyun hareketi pompalama gibi dışarıdan etki eden bazı

kuvvetlerin etkisiyle oluşuyorsa, bu tür taşınıma zorunlu konvektif (forced

convective) taşınım denir. Diğer bir taşınım türü de serbest konvektif (free

convective) taşınım olarak adlandırılır. Sıcaklık farkından kaynaklanan yoğunluk

değişimi ile ortaya çıkan su hareketi ile ısı taşınımına doğal veya serbest (free)

konveksiyon denir. Bu tip taşınım, akışkan boşalımının buhar veya sıcak su şeklinde

20

gözlendiği hidrotermal sistemlerde baskın olarak gözlenmektedir (Domenico ve

Schwartz, 1990).

3.1.1.3. Işınım(Radyasyon) İle Isı Taşınımı

Sonlu sıcaklığa sahip tüm yüzeyler elektromanyetik dalgalar halinde enerji

yayarlar. Farklı sıcaklıklardaki iki yüzey arasında net ısı transferi, yüzeyler arasında

engelleyici bir ortam olmadığında gerçekleşir. Bu ısı transferi prosesi ışınım

(radyasyon) olarak tanımlanır.

3.1.2. Jeotermal Sistemi Oluşturan Parametreler

• Isı Kaynağı

Kabuk üzerinde yüzeye yakın tektonik kırıkların ulaşabildiği ısı anomalizonları

jeotermal sistemler için ısı kaynağını oluşturmaktadır.

• Isıyı Taşıyan Akışkan

Meteorik kökenli yağmur sularıda yeryüzüne düştükten sonra çatlaklı zonlardan

süzülerek derinlerdeki ısı anomalisi etkisi ile ısınmış kayaçlardaki ısıyı süpürerek

yüzeye, ekonomik anlamda sığ derinliklere taşıyarak sistemin çalışan akışkanını

oluşturur. Çok nadir anlamda ise derin okyanus çökellerinde bazı kapanlanmış sular

ve metamorfizma sonucu kayaçtaki mineral bileşiminde bulunan suyun atılması ile

ortaya çıkan sularda, derinlerdeki ısıyı taşıyıcı olabilmektedir, ancak bunlar meteorik

sularla karşılaştırıldığında önemsiz derecede azdır.

• Rezervuar Zon

Yukarılara doğru taşınan ısınmış akışkan, kabuk içerisinde ekonomik anlamda sığ

derinlikte, poroziteli ve permeabiliteli litolojik birimler ve/veya zonlar içinde belirli

bir süre depolanabilirler. Rezervuarı besleyen derinden gelen bu akışkanın, beslenme

alanı ile uzun mesafelerde bağlantılı olması gerekir ki sürekli olarak beslenebilsin.

• Örtü Kaya

Rezervuar zonda depolanan bu akışkanın ve ısının, enerjisini kaybetmeden

korunmalı olarak kalabilmesi için bu zon ve/veya birimler üzerinde ısı ve akışkan

kaybını önleyecek geçirimsiz birimler olmalıdır, bu birimlere ise örtü kaya denir.

21

Şekil 3.2. Jeotermal Sistem Modeli(Koçak,2009)

3.2. Jeotermal Enerji Nedir?

Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde bulunan birikmiş ısının oluşturduğu

sıcaklıkları, devamlı olarak bölgesel atmosferik ortalama sıcaklığının üzerinde olan

ve çevresindeki normal yeraltı ve yerüstü sularına göre daha fazla erimiş mineral, gaz

ve çeşitli tuzlar içerebilen, basınç altındaki sıcak su ve buhar olarak tanımlanır.

Ayrıca herhangi bir akışkan içermemesine rağmen ısısından yararlanılan yerin

derinliklerinde ki Sıcak Kuru Kayalarda Jeotermal enerji kaynağı olarak kabul

edilmektedir. Jeotermal aktivitelerin oluşturduğu bu ayrılıkların yer içinde ve

yeryüzünde meydana getirdiği anomaliler; çeşitli jeofizik yöntemlerle ölçülen

değişkenlerin değerlendirilmesi, haritalanması ve yorumlaması ile saptanır.

22

3.3. Jeotermalin Kullanım Alanları

• Elektrik Enerjisi Üretimi,

• Merkezi ısıtma,soğutma,sera ısıtması vb.

• Endüstriyel amaçlı kullanım: kurutma vb.

• Kimyasal madde ve mineral üretimi: karbondioksit,gübre,lityum,ağır su,

hidrojen vb.

• Kaplıca amaçlı kullanım:Termal Turizm

• Düşük sıcaklıklarda(30 °C)kültür balıkçılığı

• Mineralli su olarak içecek kullanımı

Sıcaklık(C) Kullanım Alanı

180 Elektrik üretimi,amonyum absorpsiyonu ile soğutma

170 Ağır su ve hidrojen sülfüt eldesi,Diy atomitlerin kurutulması

160 Kereste kurutulması,balık vb. yiyeceklerin kurutulması

150 Bayer’s yoluyla alüminyum ve diğer kimyasal maddeler eldesi

140 Konservecilikte

130 Şeker endüstrisi,tuz eldesi

120 Saf su eldesi,tuzluluk oranının arttırılması

110 Kerestecilik,çimento kurutma vb.(yosun,et,sebze)

90 Balık Kurutma

80 Ev ve sera ısıtılması

70 Soğutma(alt sıcaklık sınırı)

60 Sera,kümes ve ahır ısıtma

50 Mantar yetiştirme,balneolojik banyolar

40 Toprak ısıtma,kent ısıtılması(alt sınır)

30 Yüzme havuzları,fermantasyon,damıtım

20 Balık çiftlikleri

Tablo 3.1. Jeotermal Akışkanın Sıcaklığına Göre Kullanım

Alanları(Lindal,1973;Akova,2008)

23

3.4. Jeotermal Aramalarda Kullanılan Jeofizik Yöntemler

Yöntem Amaç

Elektrik

Elektrik Özdirenç

Doğal Gerilim (SP)

Yapay Uçlaşma (IP)

Sıcak tuzlu sular,alterasyon,faylar,mineralizasyon

Elektromanyetik

VLF, AMT, CSAMT

Sıcak tuzlu sular, alterasyon, magma boşlukları, kısmi

ergime, yapı saptama, basınç ve akışkan akışı

Gravite Yapı, alterasyon, yoğunlaşma, sokulum

Tablo 3.2. Kullanım Amaçlarına Göre Jeofizik Yöntemler-1(Balkan,2010)

Manyetik Yapı, alterasyon, kayaç tipi

Sismik

Mikrosismik, Mikrodepremler,

Kırılma, Yansıma

Etkin hidrotermal prosesler, etkin

faylar ve kırıklar, hız dağılımı,

soğrulma, derin magma boşluğu, yapı,

hız ve soğrulma dağılımı

Kuyu Logları Anomalik ısı, gözeneklilik, kayaç tipi,

doygunluk

Kuyu İçi Jeofiziği Hız dağılımı, kırıklar, sıcak tuzlu sular,

alterasyon, faylar

Tablo 3.3. Kullanım Amaçlarına Göre Jeofizik Yöntemler-2(Balkan,2010)

24

3.4.1. Gravite Yöntemi

Gravite yöntemi jeotermal aramalarda en çok kullanılan yöntemlerden biridir. Bu

yöntemin yardımı ile sahanın tektonik yapısı ve sıcak su etkisi ile altere olan

ortamlarda yoğunluk değişimlerine neden olduğu için gravite yöntemi ile etkin

sonuçlara varmak mümkündür. Ayrıca manyetik yöntemle birlikte kullanılarak

jeotermal sistemlerin kaynağı olan ısıtıcı kayaç bulunabilir.

Jeotermal bir alanın ortamdaki yoğunluk farklarına göre modellenmesine ve

araştırılan alandaki taban topoğrafyasının izlenmesine olanak sağlar. Yöntem,

özellikle hidrotermal biçimde alterasyon geçirmiş kayaçların oluşturduğu yerler ile

çevresindeki altere olmamış kayaç birimlerinin bulunduğu ve yeterli yoğunluk

zıtlığının oluştuğu durumlarda oldukça yararlı ve yorumlayıcı sonuçlar verebilir.

Jeotermal alanlar üzerinden toplanan gravite verileri; jeotermal dizgenin örtü ve

taban kayaç birimleri ile çevresindeki jeolojik oluşumlar ile ilgili önemli bilgiler

verir.

3.4.2. Manyetik Yöntemi

Bu yöntemde Jeotermal aramacılığında genelde toplam alan(T) ve düşey alan(Z)

ölçülür. Tabakaların içine nüfus eden jeotermal akışkanlar ortamı altere ederek

suseptibilite değerlerini düşürür. Ayrıca yüksek ısıya sahip batolitlerin ısı etkisi ile

mıknatıslanma özelliklerini kaybeder. Bu ısı değeri kayaçtan kayaca fark eder ve

buna Curie Sıcaklığı denir. Gravite yöntemi ile birlikte kullanılarak ısıtıcı kayaç

bulunabilir. Eğer sıcak kaya varsa gravite de yüksek genlikli; manyetikte ise düşük

genlikli anomaliye neden olacaktır.

Jeotermal araştırmalarda, özellikle volkanik etkinlikle ilişkili alanlarda gözlenen

yoğun magmatik kayaç birimlerinin bulunduğu ortamlarda, manyetik yöntem

yardımıyla bu birimlerin uzanımları ve derinliklerini bulmak olasıdır. Bu işlemler

sonucunda alanın manyetik özelliklerine göre modellenmesi ve diğer yöntemlerle

araştırılması çözümde önemli kolaylık sağlayacaktır.

25

3.4.3. Elektrik Yöntemler

3.4.3.1. Elektrik Özdirenç Yöntemi

Yeryüzüne herhangi iki noktadan verilen elektrik akımıyla, yeryüzü üzerinde

oluşan potansiyel alan farkı ölçülür.

Jeotermal bir alanda ısı, gözeneklilik, tuz ve iyonik mineral oranında ki artış

doygun kayacın özdirencini azaltır. Hidrotermal etkilerle oluşmuş kil mineralleri de

özdirence azaltıcı etki yapar.

Bu olaylar akışkan içeren jeotermal sistemlerde sıklıkla gözlenir. Buhar içeren

jeotermal sistemlerde ise, su içerenlere kıyasla daha yüksek özdirenç değerleri

gözlenir.

3.4.3.2. Doğal Gerilim(SP) Yöntemi

Yöntem, herhangi bir yapay kaynak kullanmadan yer içindeki elektrik akımının

yarattığı doğal potansiyel alanda ki değişimlerin yeryüzünde ölçülmesi esasına

dayanır. Jeotermal alanlar da elde edilen doğal gerilim belirtileri; termo-elektrik veya

elektro kinetik potansiyeller yoluyla oluşur.

Termo-elektrik belirtiler sığ ve yüksek sıcaklıklı alanlarda çok büyük genlikli ve

kısa dalga boylu belirtiler verir.

Elektrokinetik belirtiler de gözenek sıvısının özdirencinde ki artış belirtinin

genliğini etkiler.

3.4.3.3. IP(Yapay Uçlaşma)Yöntemi

Yapay uçlaşma(IP)yöntemi genelde sülfürlü cevherleri ve kil depozitlerin

araştırılmasında sıkça kullanılan yöntemlerdendir. Jeotermal sahalarda genelde

alterasyona bağlı pirit oluşumu şarjabilite değerleri verebilmektedir. Ancak genelde

sığ jeotermal sistemlerde sonuç vermektedir. Derin sistemlerde kuplaj nedeni ile

sorunlar yaşanmaktadır. Özellikle mineralizasyon içeren jeotermal çatlak ve kırık

sistemleri IP yöntemi ile saptanabilir. Yöntem özellikle pirit mineralizasyonu içeren

ortamlarda çok etkilidir. Elde edilen IP belirtileri çatlak ve kırık sistemlerinin

yoğunluğu ile doğru orantılıdır.

26

3.4.4. Sismik Yöntemler

Sismik Kırılma, Sismik Yansıma, Mikro sismik jeotermal çalışmalarda kullanılan

başlıca yöntemlerdir.

Bu yöntemler gürültü çalışmaları, sıcak su dizgelerinin ve bunların yüzeye çıkış

yerleri ile yüzey altı beslenmelerinin tanımına yardımcı olabilir.

Veriler ne kadar uzun süre alınırsa sonuçlar o kadar iyi olur. Bir jeotermal

rezervuarın belirlenmesinde sismolojik veriler büyük önem taşır. Bu tür alanlarda ki

depremlerin oluşumunda buhar olgusunun etkisi bilinir ve sismolojik çalışmalarla

rezervuarların özellikleri saptanabilir.

Mikro depremler, geniş basınç ve sıcaklık gradyentleriyle ilişkili olabilir ya da

akışkan taşınmasıyla ilişkisi bulunan hacim değişimlerine bağlı olarak ortaya

çıkabilir. Buhar zonunun sınırları dinamiktir ve sismik araştırmalarla gözlenir.

3.4.5. Elektromanyetik Yöntemler

Elektromanyetik yöntemler doğal kaynaklı ve yapay kaynaklı yöntemler olmak

üzere ikiye ayrılır. Yöntemin etki derinliği kontrol edilebildiğinden özellikle yüzey

akiferlerinin belirlenmesinde etkilidir.

Jeotermal araştırmalarda en sık kullanılan elektromanyetik yöntemler şöyledir;

3.4.5.1.VLF Yöntemi

VLF pasif bir elektromanyetik yöntemdir. Özellikle doğal gerilim yöntemiyle

yüzeye yakın ve taşıcı olduğu düşünülen kırıklı zonların tanımlanmasında yardımcı

olur. Düşey yönde sürekli bir sıcak akışkanın döndüğü zonlar üzerinde belirgin VLF

belirtileri oluşur.

3.4.5.2.Audio Manyetotellürik Yöntemi(AMT)

Uygun derinliklerde ki elektriksel iletkenlik değişimlerini incelemek için

kullanılır.

Özellikle jeotermal araştırmalarda bulunan iletken ortamda ki değişimler bu

yöntem yardımıyla saptanır. Yöntemin yerin 2-3 km altından bilgi sağlayabilme ve

uygun derinlikler için özdirenç değişimlerini inceleme özelliği vardır.

27

3.4.5.3. Manyetotellürik Yöntemi(MT)

Derin yer altı bilgileri elde etmeye uygun olduğundan özellikle ısıtıcı kayaç

rezervuar araştırmalarında kullanılır. Etki derinliği yaklaşık 150 km’dir. Yerden ilk

300 m’lik derinliklerde yüksek çözünürlüğe sahip değildir. Derin amaçlı

çalışmalarda kullanılır.

3.4.6. Kuyu Logları

Kuyu logları genelde kuyu dizaynının sağlıklı yapılması ve buna bağlı olarak

maksimum verimliliğin ortaya çıkarılmasıdır. Kuyu loğlarını sondajla geçilen

formasyonların litolojik, petrofizik ve kimyasal özelliklerdeki değişimlerin derinliğin

fonksiyonu olarak ölçülmesidir. Jeotermal alanların fiziksel özelliklerinin

belirlenmesi, akışkanın sıcaklığının belirlenmesi ve kuyu dizaynının sağlıklı

yapılmasında çok önemlidir. Bu bilgiler sondajın kimliği niteliğindedir.

Başlıca kuyu logları:

Doğal Potansiyel(SP) Logu

Özdirenç (Rezistivite) Logu

İndüksiyon Logları

Yapay Uçlaşma(IP) Logu

Akustik Log

Radyoaktif Loglar

Gamma-Ray Logu

Nötron Logu

Yoğunluk Logu

Çimento Logu

Sıcaklık Logu

Gravite-Manyetik Logu

Eğim Ölçer Logu

Kuyu İçi Radar

Kuyu İçi Kamera

28

3.4.6.1.SP Logu

Yüzeyde sabit kuyu içinde hareketli iki elektrot arasındaki potansiyel farkının

ölçülmesine dayanır. Jeotermal kuyularda gözenekli bölümlerin yani olası rezervuar

kayaçların belirlenmesinde yararlanılır. Gözenekli ortamlar negatif SP değerleri

verir.

3.4.6.2.Gamma-Ray Logu

Gamma ışınları radyoaktif elementler tarafından yayınlanan yüksek enerjili

elektromanyetik dalgalardır. Jeotermal kuyularda özellikle killi formasyonlarda

radyoaktivite yoğundur. Kısacası Gamma-Ray Logu ile kil ve şeyl içeren

formasyonlar belirlenir.

3.4.6.3.Rezistivite Logu

Formasyonların özdirençlerini ölçmek için kullanılır. Ölçü alınabilmesi için

sondaj kuyusunun su veya çamurla dolu olması gerekir. Rezervuar niteliğinde ki

kayaçlarda rezistivite logu yüksek değerler gösterir.

3.4.6.4.Nötron Logu

Genellikle gözenekli zonları görmek için ve gözeneklilik miktarını saptamak

için kullanılır. Bu ölçüler tamamen formasyon içindeki hidrojen miktarı ile ilişkilidir.

Hidrojen miktarının fazla olması yüksek gözenekliliği işaret eder. Dolayısıyla

jeotermal kuyularda ki rezervuar formasyonlarında yüksek nötron değerleri algılanır.

3.4.6.5.Sıcaklık Logu

Jeotermal kuyularda alınan en önemli logdur. Ölçümlerle kuyunun sıcaklık

grafiği elde edilir. Sıcaklık eğrisi yüzeyden kuyu dibine kadar olan derinliğin her

seviyesindeki sıcaklığı derece cinsinden gösterir.

29

3.5. Aydın – Germencik Jeotermal Sahasında Yapılmış Çalışmalar

Alanın jeotermal etkinliği yıllardan beri bilinmektedir ve alanda ayrıntılı jeoloji,

jeofizik, jeokimya, izotop ve sondaj çalışmaları da dahil olmak üzere pek çok

araştırma yapılmıştır. 1967 yılında MTA tarafından jeotermal enerji amaçlı başlatılan

ilk çalışmalardan sonra özellikle 1982 ile 1986 arasında derin kuyu sondajlı

çalışmalarla alandaki etkinlikler ivme kazanmıştır. Yapılan ilk ayrıntılı jeolojik ve

hidreojeolojik çalışmalar ile alanda yüksek entalpili bir rezervuar olduğu belirlenmiş,

jeotermal sistem öğeleri ile hidrojeokimyasal değerlendirmeler yapılarak, üretim ve

kullanım amaçlı öneriler getirilmiştir (Şimşek vd., 1980; Şimşek, 1981). Batı

Anadolu’nun bazı önemli alanlarında yapılan izotopik çalışmalarda Aydın-

Germencik yöresinin Türkiye’deki tüm jeotermal alanlar içinde en yüksek Oksijen-

18 değeri gösterdiği ve Tekke hamam ve Kızıldere (Denizli) Jeotermal Alanlarından

da daha önemli, yüksek entalpili ve potansiyelli bir saha olduğu vurgulanmıştır

(Filiz, 1982). 1982 ile 1986 yılları arasında alanda yapılan toplam dokuz jeotermal

sondaj ve bu kuyularda yapılan testler sonucunda sahanın jeotermal sistem

özellikleri, hazne kaya- örtü kaya ilişkileri, hazne sıcaklıkları ve görünür

kullanılabilir rezervi büyük oranda açığa çıkarılmıştır ( Şimşek, 1983 ve 1984;

Kasap, 1984; Şimşek, 1988). Sahada bu denli ayrıntılı çalışmaların yanısıra, eksik

olarak görülen özellikle yüzeysel kaynak ve kaplıcalara yönelik aylık periyodik

kimyasal analizleri de içeren ayrıntılı hidrojeolojik ve hidrojeokimyasal çalışmalar

başlatılarak, sıcak su ve soğuk su ilişkileri incelenmiş ve bu konuda bir de yüksek

lisans çalışması yaptırılmıştır (Khayat, 1988).

30

Tablo 3.4. Çalışma Alanındaki Jeotermal Alanlar(Parkın,2012)

Aydın-Germencik jeotermal sahası Büyük Menderes grabenin batı bölümünde

Ömerbeyli-Alangüllü yerleşim yerleri sınırları içinde yer alan yüksek sıcaklıklı bir

sahadır. En yüksek 232 °C sıcaklığa sahip Ömerbeyli jeotermal rezervuarı su baskın

bir rezervuardır. Fay kontrollü hidrotermal tip Ömerbeyli jeotermal sahası arama ve

üretim sondaj çalışmaları ile 1988 yılında MTA tarafından belirlenmiş ve sahada

MTA tarafından yapılan jeolojik, jeofizik, sondaj, test ve jeokimya çalışmaları

sonucunda rezervuar sıcaklığının 200-215 °C'nin üzerinde olduğu tespit edilmiştir.

Sahada, 9 adet arama ve üretim kuyusu açılmıştır. Gürmat Elektrik Üretim A.ş. ise

Germencik Jeotermal Santrali’nin jeotermal akışkan üretimi ve atık jeotermal su

reenjeksiyonu için 9 adet yeni kuyuyu daha 2007-2008 yıllarında yeni sondaj

teknolojileri uygulayarak açılmıştır. Germencik jeotermal anomalisi yaklaşık 50

km2'lik bir alana yayılmıştır. Sahadan sürdürülebilir enerji üretiminin sağlanabilmesi

ve rezervuarda oluşacak basınç düğümünün en aza indirilmesi ve çevre kirliliği

oluşturmamak için, atık jeotermal su, sahanın batısında açılan kuyulara geri

basılmaktadır. Santral için toplam 8 üretim kuyusundan 2530 ton/saat jeotermal

31

akışkan üretimi yapılmaktadır. Santralden yaklaşık yılda 8200 saat elektrik üretimi

öngörülmesi halinde, jeotermal rezervuardan yılda yaklaşık 20,8 milyon m3

jeotermal akışkan üretimi yapılacaktır. Bu miktarın yaklaşık 16,4 milyon m3'ü, yani

yüzde 79' u reenjeksiyon yoluyla yeniden sahanın batı bölümünde yer alan

reenjeksiyon kuyularına basılmaktadır. Ayrıca kondenserde yaklaşık 100 ton/saat

kondense su da rezervuara geri gönderilmekte. geri kalan kısımsa

buharlaştırılmaktadır. Dolayısıyla elde edilen akışkanın tamamı çevreye uyumlu

olarak kullanılabilmektedir. Ruhsat alanının batısında yer alan yaklaşık dörtte birlik

bölüm enjeksiyon alanı olarak ayrılmış. Bu alan üzerinde beş enjeksiyon kuyusu

vardır. Kuyuların rezervuar sıcaklıkları 191-205 °C arasında değişmektedir.

Rezervuar sıcaklığının ortalama 220 °C'nin üzerinde olması ve su baskın bir

rezervuar olması, saha üzerine kurulacak jeotermal enerji santralinin ekonomik ve

güvenilir özellikleriyle öne çıkan Double Flash (Çift Kademeli Besleme) sistem

olması gerekliliğini getirmektedir. Bu sistem Single Flash (Tek Kademeli Besleme)

sistemlere göre aynı miktar buhar kullanarak yüzde 10-15 daha çok enerji üretimi

sağlanmaktadır. Santralde başlıca "Buhar Toplama ve Reenjeksiyon Sistemi" ile

"Enerji Üretim Sistemi" olmak üzere iki ana sistem bulunmaktadır.

32

Şekil 3.3. Aydın – Germencik –Ömerbeyli Alanının Taslak Jeotermal

Modeli(Şimşek,2006)

33

BÖLÜM 4

AYDIN-GERMENCİK SAHASININ GRAVİTE VE MANYETİK

HARİTALAR ÜZERİNDEN DEĞERLENDİRİLMESİ

4.1 Aydın - Germencik Bölgesi Gravite ve Manyetik Haritaları

İlk olarak bölgeye ait Gravite ve Manyetik haritalarımızdan aldığımız kesitlerden

bulduğumuz değerlere göre haritalarımızın Surfer programında çizimini yaptık.İkinci

adımda ise bu haritalar üzerinde en küçük kapanımların olduğu yerlerden gravite

haritasında üç;manyetik haritasında iki kesit aldık.Bu kesitleri daha sonra Grapher

programında çizimini yapmak üzere .dat olarak kaydettik.

Şekil 4.1. Aydın-Germencik Gravite Kontur Haritası

34

Şekil 4.2. Aydın-Germencik Manyetik Kontur Haritası

35

4.2Gravite ve Manyetik Haritalarından Alınan Kesitlerin Grafiklerinin ve

Kayan Ortalama Grafiklerinin Çizdirilmesi

Gravite ve Manyetik haritaları üzerinden alınan kesitlere beşli ve yedili kayan

ortalamalar uygulanmış, ham veri değerleriyle kayan ortalama değerleri üst üste

Grapher’da çizdirilmiştir. Aralarında ki farklılıklara bakıldığında açık bir şekilde

kayan ortalama uygulanmış kesitlerin gerçek verimize göre daha kısa olduğunu

gördük.

Şekil 4.3. Gravite Kesit-1 Grafiği

36

Şekil 4.4. Gravite Kesit-2 Grafiği

Şekil 4.5. Gravite Kesit-3 Grafiği

37

Şekil 4.6. Manyetik Kesit-1 Grafiği

Şekil 4.7. Manyetik Kesit-2 Grafiği

38

4.3Güç Spektrumu

Güç spektrumu, Jeofizikte yaygın kullanılır. Özellikle, potansiyel alanlarda,

anomaliye kaynak olan yapıların ortalama derinliklerinin bulunmasında, yararlanılan

önemli yöntemlerden bir tanesidir. Güç spektrumunun kayan pencereli olarak

uygulanmasıyla değerlendirme ve yorum kolaylıkları elde edilir (Akçığ, Z., Pınar,

R.,1990).

Fourier Dönüşüm genlik spektrumu,

│𝐹(𝜔)│ = √𝐺𝑒𝑟[𝐹(𝜔)]2 + 𝑆𝑎𝑛[𝐹(𝜔)]2

Güç Spektrumu,

│𝐸(𝜔)│ = 𝐼𝑛[𝐹(𝜔)]2

bağıntısı ile verilir.

Şekil 4.8. Güç Spektrumu Analizi-1

39

Şekil 4.9. Güç Spektrumu Analizi-2

40

4.4Manyetik Anomalilerin Powell Yöntemi İle Analizi

Havadan ve yerden yapılan manyetik araştırmalar sonucunda elde edilen manyetik

anomalilerin değerlendirilmesi ve yorumlanması üzerine birçok yöntem

geliştirilmiştir. Bu yöntemler sayesinde anomaliyi oluşturan yer altı cisminin veya

yapısının parametrelerinin saptanması daha da kolaylaşmıştır. Burada incelemeye

çalıştığımız D.W. Powell ‘ın geliştirdiği yöntem, dayk veya dik atımlı fay gibi yeraltı

yapılarının oluşturduğu anomaliler üzerinde uygun sonuçlar vermiştir.

Aşağıda da görülen anomaliye uygulanan işlemler sırasıyla şöyledir;

1. Öncelikle anomalinin maksimum(Fmax) ve minimum(Fmin) noktaların

belirlenir.

2. Daha sonra bu maksimum(Fmax) ve minimum(Fmin) noktaları birleştiren

bir doğru çizilir.

3. Çizilen doğrunun anomaliyi kestiği noktadan dikme inilir.

4. Bu dikmenin x eksenini kestiği noktanın(Xo), x ekseni üzerinde Fmax a

olan uzaklığı (Xmax) ve Fmin e olan uzaklığı (Xmin) bulunur.

5. Bulunan Xmax ve Xmin değerleri ile D, Fmin ve Fmax değerleri ile A

hesaplanır eğer A değeri D değerinden büyükse dayk; küçük ise fay

olduğu anlamına gelir. Bizim anomalimiz bir dayk modeline aittir.

6. Daha sonra dayk nomogramı üzerinde hesapladığımız A değerimizi

buluyoruz ve yatay yönde bir doğru uzatarak çizdik. Bu doğrunun düz

çizgiyi kestği yer bize R değerimizi verir. R ‘yi 2 bulduk. Kesikli

çizgimizde açıyı gösterir ve açı değerini 53 derece bulduk.

7. Bulduğumuz R ve açı değerlerimize göre h ve b değerlerimizi her iki

formül için hesapladık.

41

Şekil 4.10. Sarıkaya Anomalisinin Powell Yöntemi İle Çizimi

Şekil 4.11. Dayk Modeli Nomogram

42

Tablo 4.1. Powell Yöntemi Hesaplama Tablosu

Xo=116 R=2

XM=-16 ϴ=53°

Xm=44 D=0,47

FM=1990

Fm=-570,5

A=0,55 h=18,76 h=18,58

2b=R*h 2b=2*18,58

2b=2*18,76 b=18,58

b=18,76

D=│(-16+44)/(-16-44)│

A=│(1990-570,5)/(1990+570,5)│ h=√│-16*44│/(2 2̂/4+1)

h=√│XM*Xm│/(R 2̂/4+1) h=0.5│(XM+Xm)tanϴ│

h=0.5│(-16+44)tan53│

43

4.5 Lamontagne Yöntemi

Değerlendirmenin sağlıklı yapılabilmesi için önce baz ekseninin yerini tam olarak

bulunması gerekir. Bu nedenle, aşağıdaki şekilde görülen anomali üzerinde sırasıyla

aşağıdaki işlemler uygulanır.(Şekil 4.10)

Anomalinin Tmax (maksimum) ve Tmin (minimum) noktalarından anomaliye

seçilen baz eksenine koşut olacak şekilde teğetler çizilir.

Tmin noktasına yakın x1 ve x2 noktaları alınarak anomaliye dikme çizilir.

Dikmelerin anomaliyi kestiği P ve R noktalarından F doğrusuna koşut bir

çizgi çizilerek P ve R noktaları bir doğru ile birleştirilir ve uzatılır.

Daha sonra Fmax doğrusundan E1 ve E2 kadar uzakta iki koşut çizilir.

Çizilen koşutların anomaliyi kestiği noktalardan (B’ ve A’ noktaları) Fmin

‘e dikmeler inilir.

İnilen dikmelerin doğruları kestiği A ve B noktaları saptanır.

Bulunan A ve B noktalarından geçen doğru P ve R doğrusunun uzantısını

C gibi bir noktada keser. C noktasından indirilen dikme daykın orta

noktasına gelir. Dikmenin anomaliyi kestiği noktanın Fmax teğetine

uzaklığı olan E, bize baz düzeltmesini verir ve aşağıdaki eşitlerle

gösterilir.

44

Şekil 4.12. Lamontagne Yöntemi Baz Ekseni Grafiği

Tablo 4.2. Lamontagne Baz Ekseni Hesapları

∆F(0)=1600

∆Fmax=1990 E=390

Baz=-180.5

∆Fmax-∆F(0)=1990-1600

Baz=∆Fmin+E=-570.5+390

45

SONUÇLAR

Bu raporda Batı Anadolu’da tektonik kaçış, orojenik çökme, yay ardı açılma, iki

safhalı grabenleşme ve metamorfik çekirdek kompleksi tektonik modellerinin

bulunduğu, doğu-batı yönlü pek çok graben yapısı içerdiği ve kuzey-güney yönlü bir

gerilme olduğu gözlenmiştir. Batı Anadolu’da jeotermal alanlar genellikle yüksek

sıcaklıklı olup açılma tektoniğine bağlı olarak grabenlerde yer almıştır. Aydın-

Germencik bölgesi doğu-batı doğrultulu genç grabenlerden en önemli olan Menderes

grabeni içerisinde yer almaktadır. Çalışma alanımız olan Aydın-Germencik

sahasında çok yüksek entalpi bir rezervuar olduğu görülmüştür. Yapılan çalışmalarda

sahanın sıcaklığının 232 derece olduğu saptanmıştır.

Aydın-Germencik gravite ve manyetik haritaları üzerinden kesitler alınmış ve

kontur haritaları çizilmiştir. Gravite kontur haritası üzerinden üç kesit;manyetik

haritası üzerinden iki kesit alınmış , kesitlere beşli ve yedili kayan ortalamalar

uygulanmış ve gerçek kesitler ile kayan ortalamalı kesitler üst üste çizdirelerek

değişimler görülmüştür. Sarıkaya Anomalisi üzerine Powell yöntemi uygulanarak

anomalinin bir dayk modeline ait olduğunu gördük. Lamontagne yöntemi ile baz

hesabı yaparak baz değerini -180.5 hesapladık.

46

KAYNAKLAR

M.T.A. (1996), Germencik-Ömerbeyli-Bozköy-Çamur Jeotermal Alanı. MTA

Genel Müdürlüğü, Türkiye Jeotermal Envanteri, Ankara, sayfa:68-74.

ŞİMŞEK, Ş. (1981), Aydın-Germencik alanının jeolojisi ve jeotermal enerji

olanakları. EIEI yayını. Ankara.

ŞİMŞEK, Ş. (1983), Aydın-Germencik alanı jeotermal enerji araştırmaları,

Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildirileri, Ankara, 167-168.

ŞİMŞEK, Ş. (1984), Aydın-Germencik-Ömerbeyli Geothermal Field of Turkey.

Seminar on Utilization of Geothermal Energy for Electric Power Production and

Space Heating, 14-17 May 1984, Florence, Italy. Sem. Ref. No. EP/SEM.9/R.37.

ŞİMŞEK, Ş. (1988): Büyük Menderes Grabeni Jeotermal Alanları ve Yararlanma

Olanakları. Mühendislik Jeolojisi Bülteni, Erguvanlı Özel Sayısı-İstanbul, sayı 10,

39-45.

Yılmazer, S., (1980), Aydın Yöresinin Jeolojisi ve Jeotermal Enerji Olanakları

Grant, M.A., Donaldson, I.G. ve Bixley, P.F., 1982. Geothermal Reservoir

Engineering. Academic Press, New York, 369 p.

Bodvarsson, G.S., Pruess, K. ve Lippmann, M.J., 1986. Modeling of Geothermal

Systems. Journal of Petroleum Technology, September, 1986, 1007-1021.

Seyitoğlu G.,Işık V.(2015),Batı Anadolu’da Genç Senozoyik Genişleme

Tektoniği:Menderes Çekirdek Kompleksinin Yüzeylemesi ve İlişkili Havza Oluşumu

Arpat E., Şaroğlu F., 1975, Türkiye’deki bazı önemli genç tektonik olaylar, Bull.

Geol. Soc. Turkey 18, 91–101.

Bozkurt, E., 2001, Neotectonics of Turkey – a synthesis, Geodinamica. Acta 14, s

3–30.

Ketin 1966, Anadolu'nun tektonik birlikleri. MTA Derg., 66, 20-34, Ankara

Ketin, Đ., 1960 1/ 2. 500. 00 ölçekli Türkiye tektonik haritası hakkında açıklama

mta dergisi, 54, 1-6

Koçyiğit A., Özacar A.A., Cihan M., 2000a, Batı Anadolu horst graben sisteminin

doğu uzantısı ve Isparta Açısı ile ilikisi nedir?: “Fethiye–Burdur Zonu” olarak

bilinen yapının tektonik niteliği, Tektonik Araştırma Grubu 4. Toplantısı, ATAG-5,

16–17 Nov, 4–5.

47

Koçyiğit A., Yusufoğlu H., Bozkurt E., 1999, Evidence from the Gediz graben for

episodic two-stage extension in western Turkey, J. Geol. Soc., London 156, 605–

616.

Okay, A.I., 1984. Kuzeybatı Anadolu’da yer alan metamorfik kuşaklar, in

Proceedings Ketin Symposium, Ankara, 83-92.

Seyitoğlu G., Scott B., 1992, The age of the Büyük Menderes Graben (western

Turkey) and its tectonic implications, Geol. Mag. 129, 239–242.

Şengör, A.M.C., 1982, Egenin neotektonik evrimini yöneten etkenler, Batı

Anadolu’nun genç tektoniği ve volkanizması paneli, Türkiye Jeoloji Kurultayı 1982,

59-71.