Hydrogeochemistry and origin of the Ladik- Hamamayağı (Samsun) thermal spring and cold water springs

Yıl 2010, Cilt: 31 Sayı: 2, 111 - 126, 01.03.2010

Fatma Gültekin Esra Hatipoğlu Arzu FIRAT Ersoy

Öz

Anahtar Kelimeler

-

Ladik-Hamamayağı (Samsun) sıcak ve soğuk su kaynaklarının hidrojeokimyası ve kökensel yorumu

Öz

Samsun’un güneyinde yer alan Hamamayağı sıcak su kaynağı ve çevresinde Permiyen’den Pliyosen’e kadar değişen zaman aralığında çökelmiş ve genellikle volkanik arakatkılı tortul kayaçlardan oluşan birimler yüzeylenmektedir. Kuzey Anadolu Fay Zonu’nda yer alan Hamamayağı sıcak su kaynağının sıcaklığı 36°C, pH değeri 6.9-7.1, elektriksel iletkenlik değeri 591-598 μS/cm ve toplam çözünmüş madde miktarı 485.6-508.5 mg/l arasında değişmektedir. Bu çalışmada, Hamamayağı sıcak su kaynağının farklı uygulamalarda kullanılabilmesi için hazne sıcaklığının belirlenmesi amaçlanmıştır. Hamamayağı sıcak su kaynağı, soğuk yeraltısuyunu temsilen Kocapınar kaynağı ve Hamamayağı Deresi jeokimyasal ve izotopik açıdan incelenmiştir. İnceleme alanındaki sıcak su meteorik kökenlidir. İncelenen sulardaki çözünmüş inorganik karbon üzerinde analiz edilen d13CVPDB değeri Hamamayağı sıcak su kaynağında ‰ -1.78 ile -1.62, Kocapınar Çeşmesinde -12.18 ile -8.25 ve Hamamayağı Deresi’nde -10.10 ile -8.31 arasındadır. Hamamayağı sıcak suyunda karbon, denizel ve tatlı su karbonatlarının çözünmesinden kaynaklanmaktadır. Sulardaki sülfat için analiz edilen d34SCDT bileşimi Hamamayağı sıcak su kaynağında -4.1, Kocapınar Çeşmesinde 3.8 ve Hamamayağı Deresi’nde 1.31 ile 2.7 arasındadır. Hamamayağı sıcak su kaynağının kükürt izotop kompoziyonları, d34SCDT bileşimine göre indirgenmiş kükürt bileşiklerinin bulunduğu kayaçlardan gelmektedir. Jeotermal sistemler açısından düşük sıcaklıklı jeotermal sistem sınıfına giren Hamamayağı kaplıca alanında rezervuar sıcaklığının silis jeotermometresi ile 61.63-82.5°C arasında olabileceği hesaplanmıştır. Hamamayağı jeotermal alanında rezervuar kayaç derinliklerinin sığ olması ve aktif fay zonunda bulunması, alana yüksek oranda yeraltısuyu getirimini sağlamış, dolayısıyla jeotermal suların sıcaklığı, akışkanın toplam çözünmüş madde miktarı, bor, lityum ve SiO2 gibi yüksek sıcaklıkta çözünen elemanların konsantrasyonları düşük ve su-kayaç etkileşimi azdır

Anahtar Kelimeler

Duraylı izotop, Hamamayağı, hidrojeokimya, Ladik, Samsun, sıcak su

Kaynakça

• Akdağ, K., 1992. Kavak (Samsun) yöresi Kreta- se filişlerinin sedimantolojik incelemesi. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniver- sitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon (yayımlanmamış).
• Akkuş, İ., M., Atiker, M. ve Yıldırım, N., 1992. Havza Hamamayağı (Ladik) yöresinin jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdür- lüğü, Rapor No: 9899 (yayımlanmamış).
• Akkuş, İ., Akıllı, H., Ceyhan, S., Dilemre, A. ve
• Tekin, Z., 2005. Türkiye jeotermal kay
• nakları envanteri. Maden Tetkik ve Ara
• ma Genel Müdürlüğü Envanter Seri- si-201, Ankara.
• Alp, D., 1972. Amasya yöresinin jeolojisi. İstan- bul Üniversitesi, Fen Fakültesi Monog- rafileri, İstanbul.
• Arnorsson, S., 1985. The use of mixing mo- dels and chemical geothermometers for estimating underground temperatu- res in geothermal systems. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 23, 299-335.
• Arnorsson, S., and Andresdottir, A., 1995. Pro- cesses controlling the distribution of boron and chlorine in natural waters in Iceland. Geochemicia et Cosmoschi- mia Acta, 20 (59), 4125-4146.
• Arnorsson, S., Gunnlaugsson E., and Svavars- son, H., 1983. The chemistry of geot- hermal waters in Iceland. III. Chemical geothermometry in geothermal inves- tigations. Geochemicia et Cosmoschi- mia Acta, 47, 567-577.
• Clark, I., and Fritz, P., 1997. Environmental Iso- topes in Hydrogeology. Lewis Publis- hers, New York.
• Craig, H., 1961. Isotopic variations in meteoric waters. Science, 133, 1702-1703.
• Dansgard, W., 1964. Stable isotopes in precipi- tation. Tellus, 16, 436-468.
• Ellis, A. J., and Mahon, W.A.J., 1964. Natural hydrothermal systems and experimen- tal hot water/rock interactions, Part I. Geochemicia et Cosmoschimia Acta, 28, 1323-1357.
• Ellis, A. J., and Mahon W.A.J., 1967. Natural hydrothermal systems and experimen- tal hot water/rock interactions, Part II. Geochemicia et Cosmoschimia Acta, 31, 519-538.
• Fournier, R. O., 1977. Chemical geothermome- ters and mixing models for geothermal systems. Geothermics, 5, 41-50.
• Fournier, R.O., and Truesdell, A.H., 1973. An empirical Na-K-Ca geothermometer for natural waters. Geochemicia et Cos- moschimia Acta, 37 (5), 1255-1275.
• Fournier R.O., and Potter, R.W., 1982. A revi- sed and expanded silica (quartz) geot- hermometer Geothermal. Research Co- uncil Bulletin, 11, 3–9.
• Gedik, A. ve Korkmaz, S., 1984. Sinop havzası- nın jeolojisi ve petrol olanakları. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 19, 53-79.
• Giggenbach, W. F., 1988. Geothermal solute equilibria: Derivation of Na- K-Mg-Ca geoindicators. Geochimica et Cosmoc- himica Acta, 52, 2749-2765.
• Gülibrahimoğlu, İ., Yılmaz, B.S., Tosun, C. Y., Konak, O., Saraloğlu, A., Keskin, İ., Os- mançelebioğlu, R., Karakaya, F., Köse,
• Z., Yaprak, S. ve Teoman, Ş., 2000.
• Samsun ilinin çevre jeolojisi ve do
• ğal kaynaklar. Maden Tetkik ve Arama
• Genel Müdürlüğü, Jeoloji Etüt Dairesi,
• Rapor No. 10481, Ankara.
• Hounslow, A. W., 1995. Water Quality Data, Analysis and Interpretation. Lewis Pub- lishers, Florida.
• IAH, 1979. Map of mineral and thermal water of Europe Scale: 1:500,000. International
• Association of Hydrogeologists, United Kingdom.
• Keskin, B., 1987. Samsun- Kocapınar (Hilyas) hidrojeoloji sondajı bitirme raporu. Ma- den Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No. 8211 (yayımlanmamış).
• Kharaka, Y. K., and Mariner, R. H., 1987. Chemi- cal geothermometers and their applica- tion to formation waters from sedimen- tary basins. D. Naeser and T.H. McCul- loh (eds.), Thermal History of Sedimen- tary Basins. New York, pp. 75-102.
• Krouse, H. R., 1980. Sulphur isotopes in our environment. P. Fritz and J.-Ch. Fon- tes (eds.), Handbook of Environmental Isotope Geochemistry I, The Terrestrial Environment,. Elsevier, Amsterdam, pp. 435-472.
• Mahon, W. J. A., 1964. Flourine in the natural thermal waters of New Zealand. New
• Zealand Journal of Sciences, 7, 3-28.
• Nicholson, K., 1993. Geothermal Fluids, Che- mistry and Exploration Techniques. Springer-Verlag, Berlin.
• Özten, A. ve Yurtseven, D., 1996. Samsun- Hav
• za Bekdiğin sıcak su sondajı (BK-2)
• kuyu bitirme raporu. Maden Tetkik Ara
• ma Genel Müdürlüğü, Rapor No: 9925 (yayımlanmamış).
• Öztürk, A., 1979. Ladik-Destek dolayının stra- tigrafisi. Türkiye Jeoloji Bülteni, 23 (1), 31-38.
• Şaroğlu, F., Emre, Ö. ve Boray, A., 1987.
• Türkiye’nin diri fayları ve depremsellikle
• ri. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdür
• lüğü, Rapor No: 8714 (yayımlanmamış).
• Şengör, A. M. C., 1980. Türkiyenin neotektoni- ğinin esasları. Türkiye Jeoloji Kurultayı Konferansı, Seri 2, 40.
• Şengör, A. M. C. ve Yılmaz, Y., 1983. Türkiye’de
• Tetis’in evrimi: Levha tektoniği açısından
• bir yaklaşım. Türkiye Jeoloji Kurultayı,
• Yerbilimleri Dizisi 1.
• Tonani, F., 1980. Some remarks on the applica- tion of geothermal techniques in geot- hermal exploration Proceedings of the 2nd Symposium on Advances in Euro- pean Geothermal Research,A.S. Strub, and P. Ungemach (eds.), 428–443, Strasbourg.
• Truesdell A. H., 1976. Summary of section III geochemical techniques in explorati- on, Proceedings of the 2nd United Na- tions Symposium on the Development and Use of Geothermal Resources, US Government Printing Office, Washing- ton, pp. 53–89.
• Truesdell A. H., 1984, Introduction to chemical calculations. Fluid Mineral Equilibria in Hydrothermal Systems, R. W. Henley et al. (eds.). Revised Economic Geology, 1, pp. 1-8.
• Truesdell A. H., 1991, Effects of physical pro- cesses on geothermal fluids. Applicati- ons of Geochemistry in Geothermal Re- servoir Development, F. D’Amore (ed.), 71–92.
• Yoldaş, R., Keskin, B., Granit, S., Korkmaz, S., Dirik, S., Kalkan, İ., Ağrıdağ S. ve Bes- belli, B., 1985, Samsun ve dolayının (Kı- zılırmak- Yeşilırmak arasındaki bölge- nin) jeolojisi ve petrol olanakları. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Ener- ji Hammadde Etüd ve Arama Dairesi, Rapor No: 8130 (yayımlanmamış).
• Yenal, O., Usman, N. ve Kanan, E., 1976. Tür- kiye maden suları. İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Radyoloji ve Hidro-Klimatoloji Kürsüsü Kağıt Basım İşleri A.Ş., İstanbul.