AR-.. NOLU RUHSAT SAHASININ JEOTERMAL KAYNAK VE MİNERALLİ SU ARAMA RAPORU

Transkript

1 ANATOLYAM GIDA VE AMBALAJ SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. ADINA KAYITLI AR-.. NOLU RUHSAT SAHASININ JEOTERMAL KAYNAK VE MİNERALLİ SU ARAMA RAPORU 1

2 İÇİNDEKİLER Sayfa No : 1. ÖZ GİRİŞ ÖNCEKİ İNCELEMELER 5 4. JEOTERMAL JEOLOJİSİ JEOFİZİK ÇALIŞMALARI HİDROJEOKİMYA SONUÇ VE ÖNERİLER EKLER

3 1. ÖZ Anadolu levhası ile Pontid levhası arasında uzanan Ilgaz Havzası nda, jeotermal enerji aramalarına yönelik, ayrıntılı jeoloji, jeofizik ve jeokimya incelemeleri yapılmıştır. Bölgede yüzeylenen jeolojik formasyonların kaya türü özelliklerine ve tektonik gelişimine bağlı, örtü kaya, hazne kaya konumlarına göre tasarlanmış bir jeotermal sistem ortaya konmuştur. Ruhsat sahası için tasarlanan jeotermal sistem, jeofizik özdirenç ölçümleri ile doğrulanmış, örtü kaya kalınlığı, hazne kaya derinliği ve düşük özdirenç anomali kesiti belirlenmiştir. Ayrıca, havzada çıkış gösteren mineralli kaynak sularının, çörekçiler köyü benzinliği sondajı içme suyunun ve çavundur sondajı sıcak sularının jeokimyasal analizleri yapılmıştır. Araştırma kapsamına alınan, ruhsat sahası sınırları içinde varlığı belirlenen hazne kaya birimleri ile örtü kaya birimlerinin jeolojik özelliklerinin açıklanması jeotermal yorum için yeterli olacaktır. Ilgaz havzasının temelinde Üst Jura- Alt Kretase yaşlı, karstik boşluklu, kırıklı ve çatlaklı, hazne kaya özelliği gösteren kireçtaşı formasyonu yer almaktadır. Bu birimin üzerine Üst Kretase yerleşim yaşlı, mega kireçtaşı bloklu ofiyolit dilimleri yerleşmiştir. Bu temel birimler, Üst Miyosen-Pliyosen yaşlı, örtü kaya özellikli, tüf ve aglomera katkılı gölsel çökeller tarafından belirgin bir uyumsuzlukla örtülmüştür. Havzayı kuzeyden sınırlayan Kuzey Anadolu Fay kuşağının ve havzayı güneyden sınırlayan bindirme zonunun denetiminde gelişen havza içi aktif faylar ile açılma çatlaklarının oluşturduğu hidrotermal oluklardan yükselen sıcak suların rezervuarı beslediği öngörülmüştür. Bütün bu araştırmalardan elde edilen bulguların ışığında, koordinatları belirlenen uygun bir lokasyondan, yeterli debi ve sıcaklıkta sıcak su üretimini sağlamak için 400±40 metre derinlikli bir araştırma sondajı yapılması önerilmiştir. 2. GİRİŞ Çankırı G30-b3 paftası içinde yer alan ruhsat sahasının 1: ölçekli jeoloji haritası yapılmış, harita üzerinde belirlenen 8 uygun noktadan jeofizik özdirenç ölçümleri alınmış, havzada çıkış gösteren kaynak ve sondaj sularının hidrojeokimyasal analizleri yapılmıştır. Bu araştırmaların ayrıntıları sırası geldikçe sergilenecektir. Ilgaz Havzası, kuzeyden Ilgaz Dağları, güneyden Dumanlı Volkanları nın oluşturduğu oldukça sarp bir morfolojinin arasında bulunur. Bölge karasal iklim ile denizel iklimin geçiş kuşağında yer alır. Sahanın yakın güneyinden geçen Devrez Çayı dört mevsim farklı debide su taşır. Bahar ve kış mevsiminin yoğun yağışları ile beslenen yan dereler Devrez Çayı na ulaşır. Havza içine kurulmuş olan yerleşim yerlerinde tarımsal üretim yapılır, dağlık kesimlerde hayvancılık gelişmiştir. Gerede- Merzifon karayolu havza içinden geçmektedir. 3

4 ÇALIŞMA ALANI Şekil-1. Çalışma alanına ait yer bulduru haritası. 4

5 3. ÖNCEKİ İNCELEMELER Bölgede, Maden Arama Genel Müdürlüğü ve üniversiteler tarafından çok sayıda araştırma yapılmış, yıkıcı deprem üreten Kuzey Anadolu Fay kuşağının tektonik özellikleri ortaya konmuştur. Fay kuşağı boyunca sıralı jeotermal enerji sahaları keşfedilmiştir. Bu alanlarda açılan sondaj kuyularından ekonomiye önemli ölçüde katma değer kazandıran sıcak su üretimi sağlanmıştır. Sıcak su üretimine bağlı termal turizm yatırımları başlatılmıştır. Bölgede inceleme yapan araştırmacıların özet yorumları alt bölümde sıralanmıştır. TOKAY M. 1973, Gerede ile Ilgaz arasında izlenen Kuzey Anadolu Fay zonunun tektonik özelliklerini araştırmış, ana kırığın Pliyosen başında harekete geçtiğini vurgulamıştır. YILMAZ Y. 1981, Anadolu ve Pontid kıtaları arasında gelişen okyanusun Jura-Kretase döneminde varlığını sürdürdüğü, Üst Kretasede kapanma sürecine girdiğini, buna bağlı olarak gelişen dalmabatma sonucu melanj prizmasının oluştuğunu vurgulamıştır. Eosende gerçekleşen kıta kıta çarpışması sırasında oluşan dağlararası havzalarda depolanan genç çökellerin temel birimleri belirgin bir uyumsuzluk ile örttüğünü açıklamıştır. BARKA A. 1984, Ilgaz ile Erbaa arasındaki havzaların genç tektonik gelişim sürecini incelemiş, Kargı havzasının çek-ayır, Ilgaz havzasının ise dağlararası havza olduğunu yazmıştır. ÜNLÜ MR.-ÖZGÜR R. 1987, Kuzey Anadolu Fay Kuşağı jeotermal enerji arama projesinde Bolu, Seben, Mudurnu, Sarıot alanlarını incelemişler, araştırma sondajı yapılmasını önermişlerdir. ÖZGÜR R.-ÖZBAYRAK H. 1988, Kuzey Anadolu Fay Kuşağı jeotermal enerji aramaları projesinde Kurşunlu, Atkaracalar ve Eskipazar alanlarını incelemişler, Çavundur alanında belirledikleri uygun bir noktadan araştırma sondajı yapılmasını önermişlerdir. UZEL F.- DİDİK S. 1988, Çavundur sondajı kuyu bitirme raporunda, ilk ölçümlere göre 54 C derecede ve 47 lt/sn debide sıcak su üretiminin sağlandığını ancak, üretimde boruların kabuklaşma ile kapandığını belirtmişlerdir. ÖZGÜR R. 1999, Kuzey Anadolu Fay Kuşağında ve yakın çevresinde yer alan Dereköy, Aktaş, Salur, Çamlıdere, Peçenek alanlarını incelemiş, bu alanlarda jeofizik özdirenç etüdünün sonucuna göre araştırma sondajı yapılmasını önermiştir. ÖZGÜR R. 2012, Akyazı Jeotermal alanında yapılan Emsey-1 sondajı kuyu bitirme raporunda, ilk ölçümlere göre, kuyudan 43 C derecede ve 33 lt/sn pompa debisi değerinde sıcak su üretiminin sağlandığını belirtmiş, araştırma yapılan diğer alanlarında umutlu olduğunu vurgulamıştır. ECEMİŞ O.-YILMAZ E. 2012, Akyazı Jeotermal alanlarında uyguladıkları derin elektrik sondajı (DES) özdirenç ölçümlerinde sahanın en sıcak dört noktasını belirlemişler, bu lokasyonlardan üretim sondajları yapılmasını önermişlerdir. 5

6 Şekil-2. Çalışma alanına ait uydu fotoğrafı. Şekil-3. DES noktalarına ait uydu fotoğrafı. 6

7 4. JEOTERMAL JEOLOJİSİ Çalışma alanı ve yakın çevresinde, Üst Jura döneminden günümüze uzanan süreçte denizel ve karasal formasyonlar ile volkanik birimler oluşmuştur. Bu araştırma kapsamında, Üst Jura- Alt Kretase yaşlı, hazne kaya özellikli kireçtaşı birimi ile Üst Miyosen- Pliyosen yaşlı, örtü kaya özellikli gölsel çökeller ayrıntılı olarak incelenmiştir. Ayrıca, Üst Miyosen- Pliyosen yaşlı, ısıtıcı varlığını işaret eden volkanik birimler ile akarsu alüvyonlarına da değinilmiştir. 4.1 Dumlupınar Formasyonu (JKd) Ruhsat sahasının kuzey kesiminde yüzeylenen kireçtaşı ve kumlu kireçtaşından oluşan Dumlupınar formasyonu, sarımsı gri, pembemsi beyaz renkli, karstik boşluklu, kırıklı ve çatlaklı yapıdadır. Çardak Köyü ile Yozgat Köyü arasında izlenen birimin tabanı bölgede yüzeylenmez. Ortaçal tepeden alınan örnekte saptanan radiolaria fosiline göre birime Üst Jura yaşı verilmiştir. Textularidea ve Globigerina Sp fosil bulgularına göre verilen Alt Kretase yaşı ise Jura yaşlı kireçtaşları üzerinde yer alan merceksi, gri renkli kireçtaşı ile ilişkilidir. Bu birim derin deniz ortamında çökelmiştir. Kaotik karışım gösteren bu kaya topluluğu, kıta yamacı kaymaları sonucu yığışım karmaşığı biçimini kazanmış, bu yüzden Üst Jura- Alt Kretase yaşı verilmiştir. Dumlupınar formasyonunun, jeotermal sisteminin rezervuar kayası olduğu tasarlanmış, bu öngörü, özdirenç ölçümleri bulguları ile doğrulanmıştır. Temeli oluşturan bu birim, ruhsat sahasında m. derinliktedir. 4.2 Ilgaz Formasyonu (Tı) Ilgaz havzasında geniş yayılım gösteren gölsel çökellerin alt ve üst düzeyleri ile yanal uzanımlarında farklılıklar gözlenir. Havza ortalarında linyit ve tüf içerikli kiltaşı katmanları egemendir. Ilgaz formasyonu, taban çakıltaşı, kumtaşı ve eski yelpaze sistemi üzerine gelen ince taneli, kil boyutlu gölsel çökellerden oluşur. Alt seviyelerinde bordo, sarımsı kırmızımsı renkli çakıltaşı, kumtaşı ve çamurtaşı depoları izlenir. Üst seviyelere doğru grimsi yeşil renkli kiltaşı katmanlarına geçilir. Birim içersinde kesin bir yaş verebilecek bulguya rastlanmamıştır. Havza içindeki stratigrafik konumuna göre bu birime Üst Miyosen- Pliyosen yaşı verilmiştir (Barka 1984). Güney bölgesinde yüzeylenen volkanitlerle geçişli ve katkılıdır. Birim, Ilgaz havzası geneli için tasarlanan jeotermal sistemin 400 metre kalınlığa ulaşan örtü kaya özelliğini gösterir. 4.3 Aglomera (Tma) Çalışma alanını güneyden ve doğudan sınırlayan birim, bloklu ve bloksuz tüf akmaları şeklinde depolanmıştır. Tüf hamuru içinde yer alan volkanik bloklar altere olmuş andezit ve bazalt lavlarından ibarettir. Gölsel ortamda depolanan tüfler, yeşilimsi gri renkli kiltaşı katmanları arasında sarımsı beyaz, yeşilimsi beyaz renkli kaolinit ve bentonit killerine dönüşmüştür. Volkanik ürünlerin gölsel çökellerin altında ve yer yer arasında olmasına bağlı olarak, birime Üst Miyosen- Pliyosen yaşı uygun görülmüştür. 7

8 Dumanlıdağ volkanları, jeolojik geçmişte gölsel ortama ürün vermiş, havza kenarına aglomera akmaları aktarılmış, tüfitler gölsel ortamda yer yer tabakalı yapı kazanmışlar, altere olup killeşmişlerdir. Aglomera birimi, jeotermal sistemin ısı kaynağını oluşturan magma odalarını işaret etmektedir. 4.4 Eski Alüvyonlar (Qe) Ilgaz formasyonun üst seviyelerinde, aşınmadan korunmuş düzlüklerinde alüvyon yelpazesi ve taşkın ovası özelliği gösteren taraça dolguları, Pleistosen yaşlı akarsu alüvyonları olarak haritalanmıştır. 4.5 Yamaç Molozları (Qym) Çörekçiler Köyü çevresinde yükselen aglomera konisinin ve volkanik domların yamaçlarından aktarılmış iri bloklu yığışımlar, jeoloji haritasında yamaç molozu simgesiyle işaretlenmiştir. 4.6 Akarsu Alüvyonları (Qa) Devrez Çayı vadi tabanında depolanmış akarsu alüvyonları yaygındır. Ana akarsuya birleşen dik eğimli yan vadilerin önlerinde polijenik bloklar içeren alüvyon yelpazeleri, Devrez Çayı vadisine kadar ulaşır. 5. JEOFİZİK ÇALIŞMALARI 5.1 Özdirenç Yöntemi Çankırı ili Ilgaz ilçesi Çörekçiler köyü mevkiinde sıcak su olanaklarını araştırmak amacıyla, özdirenç yöntemi ile uygulamalar yapılmıştır. Düşey Elektrik Sondaj (DES) ölçüleri çalışma sahasında daha önceden yapılan jeoloji çalışmaları sonucunda belirlenmiş noktalarda alınmıştır. Jeofizik etüt çalışmaları, yaklaşık 10 km 2 lik bir alan içinde yapılmıştır. Jeofizik elektrik arazi uygulamaları kapsamında yapılan özdirenç-düşey elektrik sondaj (DES) ölçüleri, Schlumberger elektrot dizilimi ile alınmıştır. Potansiyel fonksiyonunun gradient değerinin ölçüldüğü bu sistemde, hem istenen etkin penetrasyon derinliği sağlanmakta ve hem de akifer olabilecek birimlerin elektrik parametrelere yaptığı etkiler daha iyi saptanabilmektedir. Arazi uygulamaları esnasında, elektrot açılımlarının doğrultuları, genel olarak topoğrafyanın uygun olduğu yönlere göre seçilmiştir. 8

9 Şekil-4. Schlumberger elektrot dizilimi Araştırmalar esnasında yapılan özdirenç-düşey elektrik sondaj (DES) çalışmalarında kuramsal derinlik (AB/2) 600 m. olacak şekilde araştırılmıştır. Düşey elektrik sondaj (DES) çalışmalarında Schlumberger elektrot dizilimi kullanılmıştır (Şekil- 4). Yukarıdaki şekilde gösterilen elektrot diziliminde doğrusal bir hat üzerinde merkez noktasına göre simetrik dizilmiş dört elektrot kullanılır. A ve B akım elektrotları, M ve N ise potansiyel elektrotlarıdır. V a K. I (1) K 2 AB MN 4MN 2 (2) Hesaplamalarda aşağıdaki bağıntılar kullanılmıştır. a : Görünür özdirenç (ohm. m) V I K AB/2 MN/2 : Ölçülen pot farkı (mv) : Yere uygulanan akım (ma) : Elektrot dizilim kat sayısı (m) : Akım elektrotları yarı açıklığı (m) : Pot elektrotları yarı açıklığı (m) A ve B noktalarından yere verilen akımın (I) oluşturduğu elektrik alanın potansiyel gradienti M ve N elektrotları ile ölçülür. 9

10 Arazideki jeofizik-elektrik uygulama ve değerlendirme lokasyonlarının koordinatları aşağıdaki çizelgede verilmiştir. ÇANKIRI - ILGAZ - ÇÖREKÇİLER JEOTERMAL SAHASI DÜŞEY ELEKTRİK SONDAJI ÖLÇÜM NOKTALARINA AİT KOORDİNATLAR ( 36T EUR50 ) Nokta Adı Doğu Kuzey Yükseklik I I I I CAVUNDUR I I I SONDAJ LOKASYONU P-1 PROFİLİ P-2 PROFİLİ Şekil-5. DES ölçüm noktalarına ait lokasyon haritası, profiller ve sondaj lokasyonu 10

11 5.2. Kullanılan Aletler Sahada jeofizik-elektrik yöntemlerle yapılan araştırmalarda, özdirenç ölçüleri yerli yapım RVA-1 cihazı ile alınmıştır. Bu cihaz doğal gerilimi 500 mv kapasitesinde dengeleme hassasiyetine sahiptir. Alıcı cihazın duyarlılığı 0.01 mv olup, iç güç kaynağı 2 adet 9 V luk pille sağlanmaktadır. Jeneratör variak redresör (doğrultmaç) verici sistemi oluşturmaktadır. Akım kaynağı olarak 3 KVA gücünde 50 Hz. frekanslı ACV çıkışlı motor jeneratörden yararlanılmıştır. Jeneratörden alınan alternatif akım (AC) variak yardımı ile maksimum 1000 DCV a kadar yere uygulanıp, bir doğrultmaç ile doğru akıma (DC) çevrilmektedir ( Şekil-6). Arazi uygulamalarında; akım elektrotu olarak paslanmaz çelikten yapılmış çubuk elektrotlar, potansiyel elektrotu olarak ise bakır sülfat içerikli polarize olmayan elektrotlar kullanılmıştır. Ölçümler için izoleli bakır kablolar, haberleşme için el telsizleri kullanılmıştır. DES noktalarının kot ve koordinatları GPS ile ölçülmüştür. Şekil-6. Çalışmalarda kullanılan özdirenç ekipmanı 11

12 5.3. Verilerin Değerlendirilmesi Jeofizik özdirenç-düşey elektrik sondaj (DES) verilerini içeren ve yer altı elektrosu olarak da tanımlanan özdirenç-des eğrileri, öncelikle tabaka abaklarıyla modellemeler yapılarak değerlendirilmiştir. Bu matematiksel değerlendirmelerde önceki çalışmalardan bilinen stratigrafik istiften yararlanarak, tüm özdirenç-des eğrilerinin değerlendirilmesi yapılmıştır. Böylelikle her lokasyonda yüzeyden derine doğru tüm tabaka ve katman istiflenmeleri ile elektriki temel derinlikleri saptanmaya çalışılmıştır. Jeofizik verilerden tüm sahaya yönelik değerlendirme ve yorumlamalara ulaşabilmek için de; ölçüm sonucu elde edilen görünür özdirenç verileri kullanılarak tektonik yapıya uygun oluşturulan profil boyunca düşey yönde görünür özdirenç kesiti ve tabaka modeli hazırlanmıştır. Hazırlanan kesit Ekler bölümünde sunulmuştur (Ek-13) Özdirenç Profili Yorumlaması Görünür eşözdirenç ve elektrik yapı kesiti, ölçülen DES eğrilerinin değerlendirilmesiyle hazırlanmıştır. Görünür eşözdirenç kesitleri, seçilen profil boyunca ölçülen DES eğrilerinin düşey yönde dağılımlarını görmek için hazırlanmaktadır. Elektrik yapı kesitleri ise, seçilen profil boyunca DES eğrilerinin ayrı ayrı değerlendirilmesi sonucu, birimlerin gerçek rezistivite ve kalınlıklarının bulunmasıyla hazırlanmaktadır. Profiller, sahanın genel tektonik yapısına ve DES noktalarının konumlarına uygun şekilde oluşturulduğundan, havzanın yeraltı yapısını net bir şekilde yansıtmaktadır. P-1 profili, yaklaşık kuzeybatı güneydoğu yönünde, I-07, I-06, ve I-03 noktalarından geçecek şekilde oluşturulmuştur (Ek-15). Uzunluğu yaklaşık 550 m olan bu profilin görünür eşözdirenç kesiti incelendiğinde yataya yakın tabaka sınırları göze çarpmaktadır. I-06 noktasında düşük özdirenç gösteren birimlerin Dumlupınar Formasyonunu temsil eden rezervuar niteliğe sahip kireçtaşları olduğu düşünülmektedir. 12

13 6. HİDROJEOKİMYA Ilgaz havzasının kuzeyinde yüzeylenen Jura- Kretase yaşlı kireçtaşları, yer altı sularının beslenme alanıdır. Havza rezervuarını besleyen meteorik sular hidrolik basıncın yeterli olduğu yeraltından soğuk su ve mineralli kaynak suları şeklinde yüzeye çıkış gösterirler. Ilgaz formasyonuna ilişkin örtü birimi altında bulunan rezervuarda depolanan yer altı suları, diri fayların ve açılma çatlaklarının oluşturduğu hidrotermal oluklar boyunca ısınırlar. Havzayı güneyden sınırlayan lav domları ve volkan konileri ile aglomeralar içinde dolaşan ve yer altına ulaşan yüzey suları, mineralce zenginleşip bindirme zonu boyunca sıralı kaynaklardan çıkış gösterirler. Jeotermal sistemin ısı kaynağı, güney bölgede yaygın olarak yükselen Dumanlıdağ Volkanizmasına ilişkin lav domlarını ve volkan konilerini besleyen mağma odalarıdır ( Koçak 1973, Barka 1984, Özgür 1988). Pliyosen sonuna dek etkinliğini sürdürmüş olan volkanizmayı besleyen magma ocaklarının ısı enerjisini koruduğu, Çavundur sıcak su sondaj kuyusunda kanıtlanmıştır. Çavundur jeotermal alanında, Maden Arama Genel Müdürlüğü tarafından 1988 yılında açılan 270 metre derinlikli sondaj kuyusu umut verici olmuştur. Kuyubaşı testinden elde edilen ilk ölçüm değerlerine göre 54 C derece ve 47 lt/sn debide sıcak akışkan üretilmiştir. Sondaj çamuru sıcaklıklarında derine inildikçe lineer bir artış izlenmiş, termik logunun sıcaklık eğrisi kuyu tabanında en yüksek değere ulaşmıştır. Sağlanan bu bilgilerin ışığında havzada yapılması önerilen daha derin sondaj kuyularından, daha yüksek sıcaklıkta ve debide sıcak su üretimi beklenmektedir. Ilgaz havzasında, rezervuar sıcaklığını belirlemek için önemli görülen 9 adet sıcak su, mineralli su ve soğuk su numunesinin jeokimyasal analizleri yapılmıştır. Çörekçiler Köyü petrol istasyonunda açılan sondaj kuyusundan üretilen içme suyu örneğinin 1502 µs/cm iletkenlik değeri göstermesi umut verici olmuştur. Kaynak Adı ph İletkenlik Ca Mg HCO3 CO3 SO4 Cl SiO2 Çavundur sondajı Çörekçi sondajı Al = 7 Fe = 29 nitelikli içme suyu Çörekçiler maden suyu Çörekçiler çeşmesi Hacımuslu maden suyu Kazancıköy maden suyu Çavundur maden suyu Kükürtlü su Yunus maden suyu Şekil-7. Ilgaz havzası sıcak su, maden suyu ve soğuk su kaynaklarının kimyasal analizleri 13

14 7. SONUÇ ve ÖNERİLER 1- Ruhsat sahasının ve çevresinin 1:25000 ölçekli jeoloji haritası yapılmıştır. 2- Jeotermal alan içinde 8 ayrı noktadan jeofizik özdirenç ölçümleri alınmıştır. 3- Ilgaz havzasında çıkış gösteren sıcak su ve soğuk su sondaj suları ile mineralli kaynak sularının kimyasal analizleri yapılmıştır. 4- Kuzey Anadolu Fay kuşağına bağlı olarak gelişen aktif fayların tektonik gelişimi ortaya konmuştur. 5- Bölgede yapılan araştırmalardan sağlanan bilgiler ışığında, jeolojik formasyonların örtü kaya, hazne kaya özellikleri incelenmiş, ruhsat sahasının jeotermal sistemi tasarlanmıştır. 6- Tasarlanan jeotermal sistem kapsamında belirlenen uygun bir lokasyondan (I-06 DES noktası) 400±40 m derinlikli bir jeotermal enerji araştırma sondajı yapılması önerilmiştir. I-06 DES noktasına ait koordinat değeri aşağıdaki gibidir (36T EUR50): Nokta Adı Doğu Kuzey Yükseklik m. Sondaj Derinliği (m) I ± 40 Ogün ECEMİŞ Jeofizik Müh H. Erol YILMAZ Jeoloji Müh 14

15 EKLER 15