Zilan Jeotermal Alanının (Erciş-Van) Jeolojisi ve Aktif Tektonik Özellikleri

Year 2022, Volume: 27 Issue: 2, 416 - 435, 30.08.2022

Azad Sağlam Selçuk

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1084633

Cited By: 1

Abstract

Doğu Anadolu geçmişten günümüze aktif tektonizma etkisi altında kalarak gelişimini sürdürmektedir. Aktif tektonizma ve volkanizmanın sonucu olarak da bölge orta-yüksek sıcaklıklı kaynak potansiyeline sahiptir. Son yıllarda, jeotermal potansiyeli tanımlanmış Batı Anadolu jeotermal kaynakları; enerji üretimi, konut/şehir ısıtma, termal turizm, seracılık vb. gibi geniş bir yelpazede kullanım olanağı sağlamaktadır. Ancak Doğu Anadolu (DA) jeotermal kaynakları yerel ölçekte sadece termal turizm amacı ve küçük ölçekli seracılık çalışmalarında kullanılmaktadır. Doğu Anadolu Bölgesi’nde günümüze kadar yaklaşık 23 adet jeotermal kaynak belirlenmiştir. Bugüne kadar yapılan çalışmalar sıcak su kaynaklarının çıkış noktaları ile fay hatları arasında bir ilişkinin olduğunu göstermektedir. Yani sıcak su kaynakları kırık hatları boyunca yüzeye ulaşmakta ve konumları da bu hatlara paralellik göstermektedir. KD-GB uzanımlı Erciş-Zilan-Ilıca Vadisi boyunca da yaklaşık 11 adet sıcak su kaynağı bulunup, dizilimleri yaklaşık olarak vadi uzanımına paraleldir. Bu çalışmada, yörede yer alan jeotermal kaynakların, Zilan Fayı ile ilişkisi ortaya konulmaya çalışılmıştır. Sıcak su noktalarının çıkış merkezleri, hassas RTK-GPS aracılığı ile belirlenmiş ve vadi boyunca arazi çalışmaları yapılarak faylanma verisi toplanmıştır. Elde edilen verilere göre Erciş bölgesini ve civarını etkileyebilecek Zilan Fayı’nın, KD-GB uzanımlı sol yanal doğrultu atımlı aktif bir fay olduğu ve bölgede yer alan Zilan jeotermal alanının deformasyonunu denetlediği anlaşılmıştır.

Keywords

Diyadin, Erciş, Ilıca-Zilan Vadisi, Zilan Fayı, Zilan Jeotermal Alanı

Supporting Institution

Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Rektörlüğü Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimi

Project Number

FAP-2017-6086

Thanks

Bu çalışma, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Rektörlüğü Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimi FAP-2019-7859 nolu projeden sağlanan ödenek yardımıyla tamamlanmıştır. Yazar, arazi çalışmalarında verdikleri desteklerden dolayı M. Korhan ERTURAÇ, Harun AYDIN, Özgür KARAOĞLU ve Pınar GUTSUZ’a, bilimsel değerlendirmelerinden dolayı Bora UZEL’e teşekkür eder.

Geology and Active Tectonics Properties of Zilan Geothermal Field (Erciş-Van )

Abstract

Development of Eastern Anatolia under the influence of active tectonics has continued from past to present. As a result of active tectonism and volcanism, there is a high geothermal potential in the region. In recent years, the geothermal resources of Western Anatolia, whose geothermal potential has been defined; energy production, housing/city heating, thermal tourism, greenhouse cultivation etc. provide a wide range of uses. However, Eastern Anatolia (EA) geothermal resources have been used only for thermal tourism purposes and small-scale greenhouse studies at the local scale. To date, approximately 23 geothermal resources were identified in the Eastern Anatolia Region. The some studies indicate that there is a relationship between the points of hot water sources and fault lines. Hot waters reach the surface along these fracture lines and are located parallel to the fault line. There are approximately 11 hot water points along the NE-SW trending Erciş-Zilan-Ilıca valley and their arrangement is approximately parallel to the valley extension In this study, the relationship between the geothermal resources in the region and the Zilan Fault has been tried to be revealed. The locations of hot water points were determined by RTK-GPS and faulting data were collected by field studies along the valley. According to the data obtained, it has been understood that the Zilan Fault, which may affect the Erciş region and its surroundings, is a NE-SW trending left lateral strike-slip active fault and controls the deformation of the Zilan geothermal field in the region.

Keywords

Diyadin, Erciş, Ilıca-Zilan Valley, Zilan Fault, Zilan Geothermal Field

Project Number

FAP-2017-6086

References

• Allen M. B., Kheirkhah, M., Emami, M. H., & Jones, S. J. (2011). Right-lateral shear across Iran and kinematic change in the Arabia—Eurasia collision zone. Geophysical Journal International, 184(2), 555-574. doi:10.1111/j.1365-246X.2010.04874.x
• Akkuş, İ., Akıllı, H., Ceyhan, S., Dilemre, A., & Tekin, Z. (2005). Jeotermal Kaynaklar Envanteri. MTA Genel Müdürlüğü, Envanter Serisi-201, Ankara, 849s.
• Aksoy, E. (1988). Van ili doğu-kuzeydoğu yöresinin stratigrafisi ve tektoniği. (Doktora tezi), Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elâzığ, Türkiye.
• Ateş, S., Mutlu, G., Özerk, O. C., Çiçek, I., Gülmez, F. A., Üstün, A. B., & Aksoy, A. (2007). Van province urbanization areas earth science data. General Directorate of Mineral Research and Exploration, 10961, 1-45.
• Ateş, Ö., & Özden, S. (2021). Jeotermal sistemlerdeki aktif tektonik kaynaklı bazı hidrojeokimyasal değişiklikler: Muğla Bölgesi örneği. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 8, 1-14. doi: 10.38065/euroasiaorg.425
• Aydın, H., Mutlu, H., & Kazancı, A. (2013, Mayıs). Çaldıran (Van) jeotermal sahasının hidrojeokimyasal özellikleri. 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, Jeotermal Enerji Semineri, İzmir, Türkiye.
• Aydın, H., Karakuş, H., & Mutlu, H. (2020). Hydrogeochemistry of geothermal waters in eastern Turkey: Geochemical and isotopic constraints on water-rock interaction. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 390, 106708. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2019.106708
• Baba, A., Yiğitbaş, E., & Ertekin, C. (2010, Nisan). Hydrogeochemistry of geothermal resources of eastern part of turkey: a case study, varto region. World Geothermal Congress, Bali, Indonesia.
• Dewey, J. F., Hempton, M. R., Kidd, W. S. F., Saroglu, F., & Şengör, A. M. C. (1986). Shortening of continental lithosphere: The neotectonics of Eastern Anatolia – A young collision zone. Geological Society Special Publication, 1(36), 342-363. doi:10.1144/GSL.SP.1986.019.01.01
• Djamour, Y., Andrnant, P., Nankali, H. R., & Tavakoli, F. (2011). NW Iran-Eastern Turkey present-day kinematics: Results from the Iranian permanent GPS network. Earth and Planetary Science Letters, 307, 27-34. doi: 10.1016/j.epsl2011.04.029
• Dresen, G. (1991). Stress distribution and the orientation of Riedel shears. Tectonophysics, 188, 239-247. doi:10.3906/yer-0910-27
• Emre, Ö., Duman, T. Y., Özalp, S., Olgun, Ş., & Elmacı, H. (2012). 1:250.000 ölçekli Türkiye diri fay haritaları serisi, Van (NJ38-5) Paftası, Seri No:52. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye.
• Ercan, T., Fujitani, T., Matsuda, J., Natsu, K., & Tokel, S. (1990). Doğu ve Güneydoğu Anadolu Neojen- Kuvaterner volkaniklerine ilişkin yeni Jeokimyasal, radyometrik ve izotopik verilerin yorumu. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 110, 143-164.
• Ertürk, İ. (2002). Van-Erciş-Taşkapı (Şorköy) ZG-2 ve ZG-3 sıcak su sondajları kuyu bitirme raporu: Maden Tetkik ve Arama Derleme Raporu, No:10589, 27s.
• Faulds, J. E., Bouchot, V., Moeck, I., & Oguz, K. (2009). Structural controls on geothermal systems in western Turkey: A preliminary report. Geothermal Resources Council Transactions, 33, 375-382.
• Faulds, J., Coolbaugh, M., Bouchot, V., Moek, I., & Oguz, K. (2010, Nisan). Characterizing structural controls of geothermal reservoirs in the Great Basin, USA, and Western Turkey: developing successful exploration strategies in extended terranes. World Geothermal Congress, Bali, Indonesia.
• Faulds, J. E., Coolbaugh, M. F., Hinz, N. H., Cashman, P. H., Kratt, C., Dering, G., Edwards, J., Mayhew, B., & McLachlan, H. (2011). Assessment of favorable structural settings of geothermal systems in the Great Basin, western USA: Geothermal Resources Council Transactions, 35, 777-784.
• Faulds, J. E., & Hinz, N. H. (2015, Nisan). Favorable tectonic and structural settings of geothermal systems in the Great Basin region, western USA, Proxies for discovering blind geothermal systems. World Geothermal Congress, Melbourne, Australia.
• Fırat Ersoy, A. & Çalik Sönmez, S. (2014). Hydrogeochemical and isotopic characteristics of the Ilica geothermal system (Erzurum, Turkey). Environmental Earth Sciences, 72, 4451–4462. doi.org/10.1007/s12665-014-3345-z
• Görür, N., Çağatay, M., Zabcı, C., Sakınç, M., Akkök, R., Hande, Ş., & Örçen, S. (2015). The late quaternary tectono-stratigraphic evolution of the Lake Van, Turkey. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 151, 1-46. doi: 10.19111/bmre.75031
• Güner, Y., & Şaroğlu, F. (1987, Nisan). Doğu Anadolu'da Kuvaterner Volkanizması ve Jeotermal Enerji Açısından Önemi. Türkiye 7. Petrol Kongresi Bildiriler Kitabı, 371–383.
• Hacıoğlu, Ö., Başokur, A. T., Diner, Ç., Meqbel, N., Arslan, H. İ., & Oğuz, K. (2020). The effect of active extensional tectonics on the structural controls and heat transport mechanism in the Menderes massif geothermal province: Inferred from three-dimensional electrical resistivity structure of the Kurşunlu geothermal field (Gediz Graben, western Anatolia). Geothermics, 85, 101-118. doi: 10.1016/j.geothermics.2019.07.006
• Temizel, E. H., & Gültekin, F. (2018). Hydrochemical, isotopic, and reservoir characterization of the Pasinler (Erzurum) geothermal field, eastern Turkey. Arabian Journal of Geosciences, 11, 3. doi:10.1007/s12517-017-3349-6
• Innocenti, F., Mazzuoli, R., Pasquare, G., Radicati di Brozolo, F., & Villari, L. (1976). Evolution of volcanism in the area of interaction between the Arabian, Anatolian and Iranian Plates (Lake Van, Eastern Turkey). Journal Volcanology and Geothermal Research, 1, 103–112. doi:10.1016/0377-0273(76)90001-9
• Karamanderesi, İ. H., Can, A. R., Coşkun, B., Güner, A., Çağlar, F., Polat, Z., Tarakçıoğlu, H., & Yıldırım, T. (1984). Zilan deresi (Van- Erciş) Jeolojisi ve Jeotermal enerji olanakları. M. T. A. Raporu, No: 7793, Ankara.
• Karaoğlu, Ö., Özdemir Y., Tolluoğlu, A. Ü., Karabıyıkoğlu, M., Köse, O., & Froger, J. F. (2005). Stratigraphy of the volcanic products around Nemrut Caldera: implications for reconstruction of the caldera formation. Turkish Journal Earth Sciences, 14, 123-143.
• Keskin, M., Lebedev, V., Sharkov, E., Oyan, V., & Ünal, E. (2010, Mayıs). A new look at the collision-related volcanism in Eastern Anatolia, Turkey: Volcanic history of the Northern-Van neovolcanic province. EGU General Assembly Conference, Vienna, Austria.
• Koçyiǧit, A., Yılmaz, A., Adamia, S., & Kuloshvili, S. (2001). Neotectonic of East Anatolian Plateau (Turkey) and Lesser Caucasus: Implication for transition from thrusting to strike-slip faulting. Geodinamica Acta, 14, 177-195. doi:10.1080/0985311.2001.11432443
• Lebedev, V., Sharkov, E., Keskin, M., & Oyan, V. (2010). Geochronology of Late Cenozoic volcanism in the area of Van Lake, Turkey: An example of development dynamics for magmatic processes, Doklady. Earth Sciences, 432, 1031-1037. doi:10.1134/S1028334X1008009X
• Moeck, I. S. (2014). Catalog of geothermal play types based on geologic controls. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 37, 867-882. doi: 10.1016/j.rser.2014.05.032
• MTA. (2005). Türkiye Jeotermal Kaynak Envanteri, Maden Tetkik Arama Raporu, Rapor No: 3372, Ankara.
• MTA. (2019). Türkiye jeotermal enerji potansiyeli ve arama çalışmaları. http://www.mta.gov.tr/v3.0/arastirmalar/jeotermal-enerji-arastirmalari. Erişim tarihi: 21.12.2020.
• Mutlu, H., & Aydın, H. (2010). Diyadin (Ağrı) jeotermal sahasının hidrojeokimyasal etüt raporu JEOMAR Jeotermal Enerji Sanayi ve Ticaret A.Ş., 56 s.
• Mutlu, H., Güleç, N., Hilton, D. R., Aydın, H., & Halldórsson S. A. (2012). Spatial variations in gas and stable isotope compositions of thermal fluids around Lake Van: implications for crust–mantle dynamics in eastern Turkey. Chemical Geology, 3, 18. doi: 10.1016/j.chemgeo.2012.01.026
• Mutlu, H., Aydın, H., & Kazancı, A. (2013, Nisan). Diyadin Ağrı jeotermal sahasına yönelik jeokimyasal ve izotopik bulgular. 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, Jeotermal Enerji Semineri, İzmir, Türkiye.
• Okay, A. I., Zattin, M., & Cavazza, W. (2010). Apatite fission-track data for the Miocene Arabia-Eurasia collision. Geology, 381, 35-38. doi:10.1130/G30234.1
• Okuldaş, C., & Üner, S. (2013, Nisan). Alaköy Fayı’nın Jeomorfolojik Özellikleri. 66. Türkiye Jeoloji Kurultayı, Bildiri Özleri Kitabı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara.
• Oyan, V. (2011). Vocanostratigraphy, petrology and magmatic evolution of the etrusk volcano and surrounding areas (North of Lake Van, Turkey). (Doktora Tezi) Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Van.
• Oyan, V., Keskin, M., Lebedev, V. A., Chugaev, A. V., & Sharkov, E. V. (2016). Magmatic evolution of the early Pliocene Etrüsk stratovolcano, Eastern Anatolian collision zone, Turkey. Lithos, 256, 88-108. doi: 10.1016/j.lithos.2016.03.017
• Ölmez, E., & Güner, A. (1989). Van-Erciş-Zilan Gradyan Sondajı (ZG-1) kuyu bitirme raporu: Maden Tetkik ve Arama Derleme Raporu, Rapor No: 8724, 10 s., Ankara.
• Özdemir, Y., Blundy, J., & Güleç, N. (2011). The importance of fractional crystallization and magma mixing in controlling chemical differentiation at Süphan stratovolcano, eastern Anatolia, Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 162, 573-597. doi:10.1007/s00410-011-0613-8
• Özdemir, Y., & Güleç, N. (2014). Geological and geochemical evolution of the Quaternary Süphan Stratovolcano, Eastern Anatolia, Turkey: evidence for the lithosphere–asthenosphere interaction in post-collisional volcanism. Journal of Petrology, 55, 37-62. doi:10.1093/petrology/egt060
• Pasvanoğlu, S. (2014). Geochemistry of thermal waters in Eastern Anatolia: a case study of Diyadin (Ağrı) and Erciş-Zilan (Van). In A. Baba, J. Bundschuh, D. Chandrasekharam (Eds.), Geothermal systems and energy resources: Turkey and Greece. CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN:9781138001091
• Pasvanoğlu, S. (2020). Geochemistry and conceptual model of thermal waters from Erciş – Zilan Valley, Eastern Turkey. Geothermics, 86, 101803. doi:10.1016/j.geothermics.2020.101803
• Pearce, J. A., Bender, J. F., De Long, S. E., Kidd, W. S. F., Low, P. J., Güner, Y., & Mitchell, J. G. (1990). Genesis of collision volcanism in Eastern Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 44, 189-229. doi:10.1016/0377-0273(90)90018-B
• Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev, I., & Stepanyan, R. (2006). GPS constraints on continental deformation in the Africa‐Arabia‐Eurasia continental collision zone and implications fort he dynamics of plate interactions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 111(B5), B05411. doi:10.1029/2005JB004051
• Sağlam-Selçuk, A., Erturaç, M. K., & Nomade S. (2016). Geology of the Caldiran Fault, Eastern Turkey: Age, slip rate and implications on the characteristic slip behavior. Tectonophysics, 680, 155-173. doi: 10.1016/j.tecto.2016.05.019
• Sağlam Selçuk, A., & Kul, A. Ö. (2021). Long‐term slip rate estimation for Erciş Fault in East Anatolian Compressive Tectonic Block from geologic and geomorphologic field evidence. Geological Journal, 56, 5290-5310. doi:10.1002/gj.4237
• Siler, D. L., Faulds, J. E., & Hinz, N. H. (2015, Nisan). Regional and local geothermal potential evaluation: examples from the Great Basin, USA, Iceland and East Africa. World Geothermal Congress, Melbourne, Australia.
• Şaroğlu, F. (1985) Doğu Anadolu’nun neotektonik dönemde jeolojik ve yapısal evrimi. (Doktora tezi), İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Şaroǧlu, F., & Yılmaz, Y. (1986). Doğu Anadolu'da neotektonik dönemdeki jeolojik evrim ve havza modelleri. Maden Tektik ve Arama Dergisi, 107, 73-94.
• Şener, M. F. (2018). Akhüyük (Konya) jeotermal alanındaki hidrotermal akışkan dolaşımı ve traverten oluşum mekanizması, Orta Anadolu, Türkiye. Türkiye Jeoloji Bülteni, 61, 193-206.
• Şengör, A. M. C., & Kidd, W. S. F. (1979). Post-collisional tectonics of the Turkish-Iranian plateau and a comparison with Tibet. Tectonophysics, 55, 361-376. doi:10.1016/0040-191(79)90184-7
• Şengör, A. M. C., & Yılmaz, Y. (1981). Tethyan evolution of Turkey: A plate tectonic approach. Tectonophysics, 75(3-4), 181-241. doi:10.1016/0040-1951(81)90275-4
• Şengör, A. M. C., Görür, N., & Şaroğlu, F. (1985). Strike-slip faulting and related basin formation in zones of tectonic escape: Turkey as a case study. In K. T. Biddle & N. Christie-Blick (Eds.), Strike-Slip Deformation, Basin Formation, and Sedimentation (pp. 227-264). SEPM Society for Sedimentary.
• Şengör, A. M. C., Özeren M. S., Keskin, M., Sakınç, M., Özbakır, A. D., & Kayan, İ. (2008). Eastern Turkish high plateau as a small Turkic - type orogen: Implications for post - collisional crust-forming processes in Turkic - type orogens. Earth- Science Reviews, 90, 1-48. doi: 10.1016/j.earscirev.2008.05.002
• Uzellı̇, T., Şener M. F., Dölek, İ., Baba, A., Sözbı̇lı̇r, H., & Dı̇rı̇k, R. (2021). Structural controls and hydrogeochemical properties of geothermal fields in the Varto region, East Anatolia. Turkish Journal of Earth Sciences, 30, 1076-1095.
• Üner, S., Yeşilova, Ç., Yakupoğlu, T., & Üner, T. (2010). Pekişmemiş sedimanlarda depremlerle oluşan deformasyon yapıları (sismitler): Van Gölü Havzası, Doğu Anadolu. Yerbilimleri, 31(1), 53-66.
• Yılmaz, Y., Şaroğlu, F., & Güner, Y. (1987). Initiation of the neomagmatism in East Anatolia. Tectonophysics, 134, 177-199. doi:10.1016/0040-1951(87)90256-3