Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ SALİHLİ JEOTERMAL ALANINDA YAPILAN JEOFİZİK ÇALIŞMALAR

Transkript

1 Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ SALİHLİ JEOTERMAL ALANINDA YAPILAN JEOFİZİK ÇALIŞMALAR Sinem AYKAÇ [TEMİMHAN] 1, Coşkun SARI 3, Emin ULUGERGERLI 2, Emre TİMUR 3, Çağrı ÇAYLAK 3 1 Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü 2 Ankara Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü Tandoğan ANKARA 3 Dokuz Eylül Üniversitesi Jeofizik Mühendisliği Bölümü Buca İZMİR ÖZET Jeotermal alanlar temiz ve geri dönüşebilen bir enerji kaynağı olarak her geçen gün önemini arttırmaktadır. Dünyada jeotermal enerjinin; sağlık [kaplıcalar], konut ve şehir ısıtmacılığı, elektrik üretimi, balıkçılık, tarımsal ve endüstriyel amaçlı olarak çok geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Son yıllarda Manisa ili sınırları içinde bulunan Salihli-Kurşunlu jeotermal alanı kentsel ısıtmacılık açısından daha aktif bir biçimde 3000 konutta kullanılmaya başlanmış ve yeni sahaların devreye girme gereksinimi ortaya çıkmıştır. Bu hedef doğrultusunda bölgenin jeotermal potansiyelini ve yüzey kırıklarını belirlemeye yönelik jeofizik çalışmalar yapılmıştır. Çalışma alanı 2 bölgeye ayrılmıştır. 1. Bölge olan Kurşunlu kaplıcalarında; DES ve Doğal Gerilim [SP] ölçümleri yapılmıştır. Bu bölgede MTA tarafından 16 noktada Wenner dizilimi ile DES verisi alınmıştır. Ölçümler, IPI2-win yazılımı kullanılarak 1B modellenmiştir. 2. bölge ise MTA tarafından CSAMT ölçümlerinin yapıldığı Caferbey yöresidir. MTA tarafından toplanan veriler WinGLINK yazılımı kullanılarak 2B modellenmiştir. Çalışma sonucunda derinlik ve yatay özdirenç kesitleri sunulmuştur. Bu bölgedeki çalışmalar sonucunda düşük özdirençli seviyenin varlığının çalışma alanının güney batısında olduğu belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar ışığında bölgedeki düşük özdirençli birimin yaklaşık sınırları belirlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda ovada ve Caferbey de açılacak sondajların jeotermal potansiyelin saptanması açısından yararlı olacağı düşünülmektedir. 155

2 1.GİRİŞ Jeotermal akışkanı içeren rezervuar kaya ve onu çevreleyen ortam, jeofizik yöntemlerle kolayca algılanıp haritalanabilecek fiziki özelliklere sahiptir. Bu özelliklerden yararlanılarak yeraltının yapısını ortaya çıkarmak, hidrojeolojik koşulları ve örtü kalınlığını saptamak, jeotermal akışkan taşıyan kırık çatlak ve fayların ortaya çıkarılması ve önerilecek sondaj yerlerinin tesbiti mümkündür. Çalışma alanımız olan, Manisa-Salihli-Kurşunlu kapılacaları ve civarında, daha önce bazı jeofizik ve jeolojik çalışmalar yapılmıştır. Erden [1965], yaptığı gravite etüdünde sahanın güney kısmında Bouger konturlarının sıklaştığını ve ikinci türev haritalarındaki doğu-batı yönlü faylarla aynı yerlerde Kurşunlu ve çamur kaplıcalarının yer aldığını belirlemiştir. Özçiçek [1968] tarafından, Allahdiyen ve civarında yapılan özdirenç etüdünde neojen birimlerin kalınlığının m. olduğunu belirlenmiş ve yüksek özdirençli taban topoğrafyası saptanmıştır. Gülay [1970] tarafından, Kurşunlu kaplıcaları ve civarında yapılan özdirenç çalışması sonucunda kuzeye doğru derinleşen temel yapı ortaya çıkarılmış, neojen çökelleri için 100 m-400 m. aralığında kalınlık saptanmış, Kurşunlu ve çamur kaplıcalarında birer sondaj önerilmiştir. Karamanderesi [1972], Gediz nehrinin güneyinin jeolojisi ve jeotermal olanakları hakkında çalışmalar yapmıştır. Çalışma kapsamında Salihli ve çevresinde toplanan veriler göz önüne alınarak bölgede 3 profil boyunca doğal potansiyel çalışması yapılmıştır. Ayrıca MTA nın bölgede 1993 yılında yapmış olduğu CSAMT çalışmasından ve 2004 yılında bölgede yapılan DES çalışmasından elde edilen veriler ters çözüm programlarıyla değerlendirilerek jeotermal potansiyel hakkında yoruma gidilmiştir. İzmir K20-d4 ve L20 a1 paftaları içinde bulunan inceleme alanı yaklaşık 15 km 2 dir. İnceleme alanı İzmir e yaklaşık 100 km ve Alaşehir e 30 km. uzakta bulunmaktadır [Şekil 1]. Çalışma alanı içerisinde yer alan önemli yerleşim merkezleri, Bahçecik, Yılmazköy ve Caferbey dir. 156

3 Şekil 1. Çalışma Alanının yer bulduru haritası 2. SALİHLİ JEOTERMAL ALANININ JEOLOJİK VE TEKTONİK ÖZELLİKLERİ Batı Anadolu bölgesinde, oldukça geniş bir alanda yüzeylenen, Anadolu nun en büyük ve en önemli masiflerinden birisi olan Menderes Masifi bulunmaktadır. Anatolidler tektonik birliği içerisinde yer almakta olan Menderes Masifi batı ve kuzeybatı dan İzmir Ankara ofiyolit kuşağı [Şengör ve diğer.,1985] ve güneydoğudan ise Likya napları ile çevrilmiştir [Dora ve diğer.,1992]. Jeolojik devirler boyunca birçok kez orojenik olay geçiren Menderes Masifinde, her dereceden metamorfik kayaca rastlamak mümkündür. Genel olarak masif kayaçları, çekirdek ve örtü kayaçları olmak üzere iki gruba ayırmak mümkündür [Öztürk ve Koçyiğit, 1983]. Çekirdek kayaçları çeşitli gnays ve migmatitler gibi yüksek dereceli metamorfizma koşullarından meydana gelmiş kayaçlardan oluşurken, örtü kayaçları, ince taneli gnayslar, çeşitli şistler, kuvarsit ve mermer gibi daha düşük dereceli metamorfik kayaçlardan oluşmuştur [Evirgen,1979,Öztürk ve Koçyiğit,1983]. 157

4 Batı Anadolu bölgesi karmaşık bir jeolojik tarihçeye sahiptir. Bu özelliğinden dolayı Batı Anadolu da yıllar boyu birçok yerbilimci araştırmalar yapmıştır. Şekil 2. Çalışma alanının jeolojik haritası Dora ve diğer. [1992], yaptıkları çalışmada Menderes Masifinin metamorfik tarihçesini ve jeotektonik durumunu incelemişler ve. Menderes Masifinin temelini, gözlü, granitik ve bantlı gnayslarıyla migmatitten yapılı gnays biriminin oluşturduğunu belirtmişlerdir. Emre, [1996] yapmış olduğu çalışmada Gediz Grabeninin kuzey ve güney kenarlarının litolojik, morfolojik ve yapısal olarak farklılık gösterdiğini belirtmiştir. Emre, grabenin kuzey kenarı ve güney kenarı ile ilgili yapmış olduğu 158

5 karşılaştırmada grabenin güney kenarının kuzey kenarına göre çok daha engebeli ve yükseltisinin fazla olduğunu ifade etmiş ve iki alan arasındaki morfolojinin bu denli farklı olmasının kuzey ve güney sınırları arasındaki yapısal farklılığın bir göstergesi olduğunu savunmuştur. Ege Bölgesindeki genleşmeli tektoniğin nedeni ve başlangıç yaşı konusundaki görüşler farklılık göstermektedir. Genleşmenin Ege-Anadolu levhasının batıya doğru hareketinden, yay ardı açılmadan ya da orojenik çökmeden kaynaklandığı ileri sürülmektedir [Emre, 1996]. Dewey ve Şengör [1979] yaptıkları çalışmada Ege ve yakın çevresinin tektonik gelişimini incelemişlerdir. Anadolu bloğunun Bitlis yitim zonundan itibaren batıya kayması sonucu Ege Bölgesinin açılmaya bağlı bir tektonik gelişim sürdüğünü belirtmişlerdir. Kocaefe ve Ataman [1982] yaptıkları çalışmada Batı Anadolu nun güncel tektoniğini incelemişlerdir. Bölgede, cisim dalga büyüklüğü 5.0 ve daha büyük olan 55 depremin odak mekanizmasından yararlanarak, Batı Anadolu nun güncel tektoniğinde hakim hareketlerin doğrultu atımlı ve doğrultu atım bileşenli normal faylanmalar olduklarını belirtmişlerdir. Koçyiğit ve diğer. [1999], Gediz Grabenin de yaptıkları çalışmada ege Bölgesinde iki evreli episodik açılmalı tektoniğin ve bunlar arasında birde sıkışma fazının etkili olduğunu belirtmişlerdir. Robertson ve Purvis [2005] yaptıkları çalışmada Gediz Grabenin de Neojenden günümüze tortullaşmayı inceleyerek Batı Anadolu daki alternatif tektonik modelleri ortaya koymaya çalışmışlardır. Burada, tortul bilgiyi göz önüne alarak Alaşehir [Gediz] grabeni için iki tektonik modelin incelemesini yapılmıştır. Birinci modelde, D-B yönlü grabenin geç Miyosenden günümüze aktif olan yüksek açılı faylarla ilişkili olduğunu ve erken Miyosen tortullarının da K-G yönlü sıkışma rejimi ile ilişkili olan K-G yönlü faylarla kontrol edildiği belirtilmiştir. 3. ARAZİ UYGULAMALARI 3.1. CSAMT UYGULAMALARI CSAMT çalışmaları 1993 yılında MTA tarafından Manisa L20-a1 paftası sınırları içerisinde bulunan Salihli ilçesinin 5 km. batısında yaklaşık 9 km 2 lik bir alanda uygulanmıştır. Çalışma alanı GB-KD doğrultulu 20 adet profil ile karakterize edilmeye çalışılmıştır. Her profil 14 ölçüm noktasından oluşmaktadır. CSAMT ölçümleri 1024 Hz - 4 Hz frekans aralığında 9 değişik frekansta alınmıştır. MTA tarafından toplanan bu veriler WinGLINK yazılımı kullanılarak 2B modellenmiştir. Çalışma sonucunda derinlik ve yatay özdirenç kesitleri sunulmuştur. 159

6 Şekil3. Manisa-Salihli ve civarında yapılan CSAMT ve SP profillerinin lokasyon haritası. (a) (b) 160

7 (c) (d) (e) (f) Şekil 4. (a) CSAMT 2100 profili düşey kesiti, (b) CSAMT 2300 profili düşey kesiti, (c) CSAMT 3100 profili düşey kesiti, (d) CSAMT 3300 profili düşey kesiti, (e) CSAMT 1024 Hz profili yatay kesiti, (f) CSAMT 4 Hz profili yatay kesiti SALİHLİ KURŞUNLU VE CİVARINDA YAPILAN DES ETÜDÜ DES çalışmaları Manisa L20-a1 paftası sınırları içerisinde Salihli ilçesinin Kurşunlu beldesinde yaklaşık 5 km 2 lik bir alanda uygulanmıştır. Çalışma alanında MTA tarafından 16 noktada DES verisi alınmıştır [Şekil 5]. Bu çalışma kapsamında, Wenner dizilimi ile toplanan verilere IPI2-win modelleme programı kullanılarak 1-B modelleme yapılmıştır. Nokta bazında alınan bu verilerden birbirine yakın olan noktalar profil halinde sunulmuş, diğer noktalar ile arasındaki mesafe fazla olan noktalar ise tekil olarak değerlendirilmiştir. 161

8 Şekil 5. Salihli-Kurşunlu ve civarında yapılan DES lokasyon haritası. Aşağıda 2 profil için yapılmış değerlendirme sonuçları verilmektedir; 1 nolu profil birbirine yakın üç noktadan oluşmaktadır. 1-B ters çözüm kullanılarak yapılan modelleme sonucunda m. derinlikte düşük özdirençli katmanın varlığı tespit edilmiştir [Şekil 6]. 2 nolu profilin ilk noktası, 1 nolu profilin ilk noktası ile aynı konumdadır. Bu profil için yapılan modelleme sonucunda m. derinlikte düşük özdirençli katmanın varlığı tespit edilmiştir [Şekil 7]. (a) (b) (c) 162

9 (e) (f) (g) Şekil 6. 3 noktadan oluşan 1 nolu profilin değerlendirme sonuçları (a) 1. noktanın değerlendirme sonuçları, (b) 2. noktanın değerlendirme sonuçları, (c) 3. noktanın değerlendirme sonuçları, (d) 3 nokta için oluşturulan görünür düşey kesit ve düşey rezistivite kesiti (h) Şekil 7. 3 noktadan oluşan 2 nolu profilin değerlendirme sonuçları (a) 1. noktanın değerlendirme sonuçları, (b) 2. noktanın değerlendirme sonuçları, (c) 3. noktanın değerlendirme sonuçları, (d) 3 nokta için oluşturulan görünür düşey kesit ve düşey rezistivite kesiti 3.3. SALİHLİ KURŞUNLU VE CİVARINDA YAPILAN SP ETÜDÜ Doğal potansiyel çalışmaları Manisa L20-a1 ve K20-d4 paftaları sınırları içerisinde, 3 profil boyunca uygulanmıştır. Veriler kaydırma ölçü tekniğinde ve 25m. örnekleme aralığında toplanmıştır. Bu ölçü tekniğinde, bir doğrultu boyunca sabit aralıklı birinci ve ikinci noktalara yerleştirilen bir çift elektrot arasındaki 163

10 gerilim farkı ölçülür. İlk noktaya konulan elektrot ikinci noktaya, ikinci noktadaki elektrot daha önceki aralık korunarak, üçüncü noktaya konulur ve V ölçülür. Bu tekrarlamalar aynı şekilde yapılarak doğrultu boyunca ilerlenir. Veri toplama aşamasında 5 noktada bir dengeleme ölçüsü alınmıştır. Düzeltme işlemi uygulandıktan sonra yığınsal hale getirilen veriler ters çözüm programında değerlendirilmiştir (Akdemir, 2004) [Tablo 1]. Aşağıda 1. profil için yapılmış değerlendirme sonuçları verilmektedir [Şekil 8]. SALİHLİ 1 NOLU DOĞAL POTANSİYEL PROFİLİ mv metre 1.profil 1.profil ters çözüm sonucu Şekil 8. Salihli SP-1 profili arazi verisi ve silindir modelinden oluşturulan teorik eğri Tablo 1 SP-1 profili giriş parametreleri ve yapılan ters çözüm sonucunda elde edilen parametre değerleri Giriş Parametreleri GÖZLEM SAYISI 27 ÖRNEKLEME ARALIĞI MAKSİMUM YİNELEME SAYISI KABUL EDİLİR HATA SINIRI Ters çözüm sonuçları ELEKTRİK DİPOL MOMENTİ [K] 25 DERİNLİK [H(M)] AÇI [TETA] E- 006 MAX. HATA E

11 SONUÇLAR CSAMT ölçümlerinin WinGLINK yazılımı kullanılarak 2 boyutlu modellenmesi sonucunda, elde edilen düşey ve yatay özdirenç kesitleri yorumlanmıştır. Düşey kesitlerde olası sıcak suyun bulunduğu düşük özdirençli birimin, Caferbeyli yöresinde 250 m ile 2000 m arasında; Çamur kaplıcalarında ise 100 m ile 800 m arasında bulunduğu belirlenmiştir. Yatay özdirenç kesitleri, bu sonuçları destekler nitelikte olup; derinlik arttıkça düşük özdirençli birimin kapladığı alanın genişlediği saptanmıştır. Ayrıca daha önce yapılan jeolojik haritalama çalışmaları; 2-B modelleme sonucunda belirlenen düşey süreksizliğin varlığını desteklemektedir. Çalışma alanında 16 noktada Wenner dizilimi ile alınan DES verileri, ipi2win yazılımı kullanılarak 1-B modellenmiştir. Ölçümlerin tamamı Kurşunlu kaplıcaları ve civarında alınmıştır. Kuyulara yakın yerlerde yapılan incelemelerin sonuçları, kuyu stratigrafileri ile tam uyum göstermektedir. Alanda toplanan verilerin kuyu sonuçlarıyla ilişkilendirilmesiyle gözlenen düşük özdirençli birimin mermer formasyonu olduğu saptanmıştır. Ovaya yakın yerlerde alınan ölçümlerin değerlendirilmesi sonucunda; düşük özdireçli birimin daha derinde gözlenmesi, sıcak su içeren katmanın kuzeye doğru derinleştiğini göstermektedir. Doğal potansiyel ölçümleri Kurşunlu kaplıcaları ve ova içinde üç profil boyunca alınmıştır. Veriler ters çözüm yazılımları yardımıyla değerlendirilerek yapı parametreleri elde edilmiştir. Ovada alınan 1 nolu profil üzerinde yapılan veri işlem sonucunda yapı derinliğinin yaklaşık 50 m olduğu saptanmıştır. Çayköy tarafında gözlenen sıcak su çıkışları, belirlenen bu sığ derinliği desteklemektedir. Kurşunlu bölgesinde alınan 2 ve 3 nolu profiller üzerinde yapılan veri işlem çalışmaları sonucunda, yapı derinliğinin yaklaşık 200 m olduğu görülmüştür. K-4 kuyusunda sıcak su m lerden alınmaktadır. Dolayısıyla bu derinlikle yapı parametreleri uyum göstermektedir. 165

12 KAYNAKLAR Dora,O., Kun,N., Candan,O. (1992). Menderes Masifi Metamorfik tarihçesi ve jeotektonik konumu,türkiye Jeoloji Bülteni,35,1-14 Emre,T. (1996). Geology and the Tectonics of the Gediz Graben. Turkish Journal of Earth Science, Erden, F. (1965). Salihli-Manisa gravite Etüdü. MTA Raporu. (3931).Yayınlanmamış. Basım Yeri:Ankara Evirgen, M.M. (1979). Menderes masifi metamorfizmasına petroloji, petrokimya, ve orojenez açısından yaklaşımlar, Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara,198s (Yayımlanmamış) Gülay, A. (1970). Manisa-Salihli, Caferbeyli-Köseli, Kurşunlu-Allahdiyen-Çamur Kaplıcaları yöreleri rezistivite raporu. MTA Raporu.(4853). Yayınlanmamış. Basım Yeri:Ankara Karamanderesi, İ.H. (1972). Urganlı Kaplıcaları (Manisa-Turgutlu) civarının detay jeolojisi ve jeotermal alan olanakları hakkında rapor. MTA Raporu.(5462). Yayınlanmış. Basım Yeri:Ankara Özçiçek, B. (1969). Manisa-Turgutlu-Salihli Jeotermik enerji araştırmaları. Kendirlik ve Allahdiyen yöreleri rezistivite etüdleri. MTA Raporu. (4029). Yayınlanmamış. Basım Yeri:Ankara Özturk, A. ve Koçyiğit, A. (1983). Menderes grubu kayaların temel-örtü ilişkisine yapısal bir yaklaşım, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni,26, Purvis, M. & Robertson, A. (2005). Sedimentation of the neogene recent Alasehir (Gediz) continental graben system used to test alternative tectonic models for western Turkey., Sedimentary Geology 173,