JEOTERMAL ENERJI ÜRETIM VE FONKSIYONEL · PDF fileÇanakkale Jeotermal Saha Özet Fizibilite Raporu_2/37 Iletisim Bilgileri Hasan Sümer 0216 545 82 66 0533 745 16 12 Emin Kuzgun

Çanakkale Jeotermal Saha Özet Fizibilite Raporu_1/37

JEOTERMAL ENERJI ÜRETIM VE FONKSIYONEL KULLANIM

PROJE TANITIM DOSYASI

ÇANAKKALE ILI AYVACIK ILÇESI AR 17/47

Raporu Hazirlayan

OCAK 2009 ISTANBUL


Iletisim Bilgileri

Hasan Sümer 0216 545 82 66 0533 745 16 12

Emin Kuzgun (Jeoloji Mühendisi) 0216 545 82 66 0532 363 56 88 [email protected]


YENI

YENILENEBILIR

SÜRDÜRÜLEBILIR

TÜKENMEZ

UCUZ

GÜVENILIR

ÇEVRE DOSTU

YERLI

YESIL

ENERJI . . .

JEOTERMAL ENERJI


JEOTERMAL ENERJI

Jeotermal (jeo-yer, termal-isi anlamina gelir) yerkabugunun çesitli derinliklerinde birikmis isinin olusturdugu, kimyasallar içeren sicak su, buhar ve gazlardir. Jeotermal Enerji ise bu jeotermal kaynaklardan ve bunlarin olusturdugu enerjiden dogrudan veya dolayli yollardan faydalanmayi kapsamaktadir. Jeotermal enerji yeni, yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmez, ucuz, güvenilir, çevre dostu, yerli ve yesil bir enerji türüdür.

Yenilenebilir, sürdürülebilir, tükenmez bir enerji kaynagi olmasi; Türkiye gibi jeotermal enerji açisindan sansli ülkeler için bir özkaynak teskil etmesi; temiz ve çevre dostu olmasi; yanma teknolojisi kullanilmadigi için sifira yakin emisyona sebebiyet vermesi; konutlarda, tarimda, endüstride, sera isitmasinda ve benzeri alanlarda çok amaçli isitma uygulamalari için ideal sartlar sunmasi; rüzgar, yagmur, günes gibi meteoroloji sartlarindan bagimsiz olmasi; kullanima hazir niteligi; fosil enerji veya diger enerji kaynaklarina göre çok daha ucuz olmasi; arama kuyularinin dogrudan üretim tesislerine ve bazen de reenjeksiyon alanlarina dönüstürülebilmesi; yangin, patlama, zehirleme gibi risk faktörleri tasimadigindan güvenilir olmasi; % 95'in üzerinde verimlilik saglamasi; diger enerji türleri üretiminin (hidroelektrik, günes, rüzgar, fosil enerji) aksine tesis alani ihtiyacinin asgari düzeylerde kalmasi; yerel niteligi nedeniyle ithalinin ve ihracinin uluslararasi konjonktür, krizler, savaslar gibi faktörlerden etkilenmemesi; konutlara fuel-oil, mazot, kömür, odun tasinmasi gibi problematikler içermedigi için yerlesim alanlarinda kullaniminin rahatligi; gibi nedenlerle büyük avantajlar saglamaktadir.

Yagmur, kar, deniz ve magma sularinin yeraltindaki gözenekli ve çatlakli kayaç kütlelerini besleyerek olusturduklari JEOTERMAL REZERVLERI, yeralti ve reenjeksiyon kosullari devam ettigi müddetçe yenilenebilir ve sürdürülebilir özelliklerini korurlar. Kisa süreli atmosfer kosullarindan etkilenmezler. Reenjeksiyon, jeotermal rezervuarlardan yapilan sondajli üretimlerde jeotermal akiskanin çevreye atilmamasi ve rezervuari beslemesi bakimindan, islevi tamamlandiktan sonra tekrar yeraltina gönderilmesi islemidir. Reenjeksiyon birçok ülkede yasalarla zorunlu hale getirilmistir.


Isi kaynagi (Sicak intrüzyon, dayk, magma), Meteorik su kaynagi (Yagmur, kar), Rezervuar, Örtü kayaç, Soguk suyun yeraltina süzülebilecegi yüksek permeabiliteli zonlar (fay gibi), Sondajla erisilebilir derinlikte yüksek permeabiliteli zonlarin varligi, Yukari akis (Outflow) zonun varligi .

Italya'da Larderello sahasinda 1904 yilindan beri, Kaliforniya'da Geyser sahasindan 48 yildir jeotermal elektrik enerjisi üretilmektedir. 1890’dan beri Boise, Idaho’da (ABD) ve 1934’den bu yana Reykjavik'de (Izlanda baskenti) jeotermal kaynakli merkezi isitma sistemi bulunmaktadir. Ayrica, Paris banliyölerinde 85.000 konut jeotermal enerji ile isitilmaktadir.

Jeotermal kaynak kisaca yer isisi olup, yerkabugunun çesitli derinliklerinde birikmis isinin olusturdugu, kimyasallar içeren sicak su, buhar ve gazlardir. Jeotermal enerji ise jeotermal kaynaklardan dogrudan veya dolayli her türlü faydalanmayi kapsamaktadir.

Jeotermal enerji yerkürenin iç isisidir. Bu isi merkezdeki sicak bölgeden yeryüzüne dogru yayilir.


Jeotermal kaynaklarin üç önemli bileseni vardir:

1. Isi kaynagi, 2. Isiyi yeraltindan yüzeye tasiyan akiskan, 3. Suyun dolasimini saglamaya yeterli kayaç geçirgenligi.

Jeotermal alanlarda sicak kayaç ve yüksek yeralti suyu sicakligi normal alanlara göre daha sig yerlerde bulunur. Bunun baslica nedenleri arasinda:

• Magmanin kabuga dogru yükselmesi ve dolayisiyla isiyi tasimasi, • Kabugun inceldigi yerlerde yüksek sicaklik farki sonucunda olusan isi akisi, • Yeralti suyunun birkaç kilometre derine inip isindiktan sonra yüzeye dogru

yükselmesi.

Ideal Jeotermal Sistemin Sematik Gösterimi

Jeotermal saha, sistem ve rezervuari birbirlerinden ayirmak üzere asagidaki tanimlar yapilabilir. Jeotermal Saha: Yeryüzünde bir jeotermal etkinligi gösteren cografik bir tanimdir. Eger yeryüzünde herhangi bir dogal jeotermal çikis yoksa, yeraltindaki jeotermal rezervuarin üstündeki alani tanimlamakta kullanilir. Jeotermal Sistem: Yeraltindaki hidrolik sistemi bütün parçalari ile birlikte (beslenme alani, yeryüzüne çikis noktalari ve yeraltindaki kisimlari gibi) tanimlamakta kullanilir. Jeotermal Rezervuar: Isletilmekte olan jeotermal sistemin sicak ve geçirgen kismini tanimlar.


Jeotermal sistemler ve rezervuarlar; rezervuar sicakligi, akiskan entalpisi, fiziksel durumu, dogasi ve jeolojik yerlesimi gibi özelliklerine göre siniflandirilirlar. Örnegin jeotermal rezervuarda 1 km derinlikteki sicakliga bagli olarak sistemleri iki gruba ayirmak olasidir. a.) Rezervuar sicakliginin 150°C' dan düsük oldugu, düsük sicaklikli sistemler: Bu tür sistemler genelde yeryüzüne ulasmis dogal sicak su veya kaynar çikislar gösterirler. b.) Rezervuar sicakliginin 200°C' dan yüksek oldugu yüksek sicaklikli sistemler: Bu tür sistemler ise dogal buhar çikislari (fumeroller), kaynayan çamur göletleri ile kendini gösterir.. Jeotermal sistemlerin fiziksel durumlarina bagli olarak siniflandirilmalari durumunda, üç farkli rezervuar durumu tanimlanabilir.

Sivinin etken oldugu jeotermal rezervuarlar :

Rezervuardaki basinç kosullarinda su sicakliginin buharlasma sicakligindan daha düsük oldugu rezervuarlari tanimlamakta kullanilir. Rezervuar basincini sivi su fazi kontrol etmektedir. Iki fazli jeotermal rezervuarlar :

Rezervuarda sivi su ve su buhari birlikte bulunmaktadir ve rezervuar basinci ve sicakligi suyun buhar basinci egrisini izler.

Buharin etken oldugu jeotermal rezervuarlar :

Rezervuar basincindaki akiskan sicakliginin suyun buhar basinci egrisi sicakligindan daha yüksek olmasi durumunda bu tür rezervuarlar olusurlar. Rezervuardaki basinci su buhari fazi kontrol etmektedir.

Bir jeotermal rezervuarin fiziksel durumu ve kimyasal özellikleri zamana bagli olarak degisiklik gösterebilecegi gibi ayni rezervuar içerisinde de bir noktadan digerine farkliliklar gösterebilir. Örnegin sivinin etken oldugu bir rezervuar, üretim sonucu olusan basinç düsümünden dolayi, zamanla iki fazli bir jeotermal akiskan durumuna dönüsebilir. Jeotermal enerji, hava kirliligi yaratmayan ve dikkatli kullanildiginda çevre sorunlarini en aza indirgeme özelligi olan bir enerji kaynagidir. Jeotermal enerji kaynaginin sürdürülebilir projelerde kullanilmasi amaçlanmalidir. Projelerin sürdürülebilir olmasi için jeotermal sistemlerin ve rezervuarlarin iyi bilinmesi ve var olan yeralti özelliklerinin projelerin avantajina olacak sekilde degerlendirilmesi gerekmektedir.


JEOTERMAL ENERJININ DOGASI VE DAGILIMI

Jeotermal enerjinin dogasi ve dagilimi ile ilgili üç temel terim vardir; jeotermal gradyan, isi akisi ve jeotermal anomali.

Jeotermal gradyan dünya yüzeyinden derinlere dogru inildikçe sicakligin artmasindan kaynaklanir. Normal olarak yerin altina dogru inildiginde her 33 metre'de sicaklik 1oC yükselir. Fakat jeotermal sahalarda, jeolojik yapinin ve kayaç tiplerinin farkli olmalarindan dolayi sicaklik artisi çok daha fazla, örnegin 33 metre'de 5oC olabilir.

Isi enerjisi dünya yüzeyine, kayalardan iletim yoluyla geçerek, magmanin hareketi ile veya jeotermal suyun hareketi ile ulasir. Isi enerjisinin iletim yoluyla düsey olarak hareket etmesine isi akisi denir.

Bazi jeotermal alanlarda, bazi derinliklerde sicakliklar, komsu alandaki sicakliklardan farkliliklar gösterirler. Bu düzensizlige jeotermal anomali denir. Jeotermal anomali küçük bir alan ile sinirli olabilir ve sadece küçük bir sicak su kaynagi anomaliyi gösterebilir. Öte yandan anomali binlerce kilometrakarelik bir alanda da olusabilir. Jeotermal kuyularin sondaji, gelistirilmesi ve isletmesi çok pahali islemler olduklari için jeotermal aramalarda pozitif jeotermal anomalilerin (yüzeye yakin ve yüksek sicaklikli) yerleri tespit edilmeye çalisilir. Farkli jeolojik yapilarda, jeotermal anomalilere sebep olan bes ana faktör vardir. Bu faktörlerin anlasilmasi, jeotermal alanlarin aranmasinda yardimci olur.

Isi, farkli bölgelerde farkli hizlarda yayilir. Isi akisindaki temel farklarin sebebinin yerin yaklasik 30 km altindaki olusumlarda bulunduguna inanilmaktadir. Bazi bölgelerde isi akisi ortalamaya göre düsük, bazi bölgelerde yüksektir.

Isi akis miktarinin araligi. Sedimentar bölümdeki her derinlikte, kayaç tipinden bagimsiz olarak isi iletiminin hizi aynidir. Radyoaktif kaynaklar isi iletim hizini degistirir. Normal olarak isi yeryüzüne sabit hizda iletilir. Fakat, eger ortamin isil iletkenligi anormal olarak çok düsük ise, mevcut alandaki sicaklik komsu alanlardan fazladir. Genel olarak dünyanin heryerinde rastlanan degisik kayaç tiplerinin isi iletkenligi birbirlerinden farklilik gösterir. Örnegin kuvarsin iletkenligi, pekismemis kilin iletkenliginden alti kat daha fazladir. Yani, eger isi akisi sabit ise, bir tabakadaki jeotermal gradyan, degisen isi iletim hizina bagli olarak, komsu tabakaya göre alti kat daha fazla olabilir. Kayaçlardaki lateral (yanal) degisiklikler ve bunlara bagli isi iletkenligindeki degisiklikler çarpici jeotermal anomaliler yaratabilir.


Radyoaktif elementlerin konsantrasyon farklari.

Diger faktörler jeotermal gradyanin büyüklügünü etkiler. Radyoaktif elementler yogunlukla üst kabukta bulunurlar fakat en fazla granitik kayalarda bulunurlar. Radyoaktif elementler sig kabuksal alanlardaki isi akisini hizlandirirlar. Bazi granitik kayalardaki isi akisinin üçte ikilere varan kismi radyoaktif elementler olan uranyum, toryum ve potasyumun radyoaktif bozunumundan dolayi olusur. Bunlarin arasinda uranyum ve toryum ayni önemde iki radyoaktif elementtir ve radyoaktif çürümeden olusan isinin yaklasik olarak % 80-90'ini olustururlar. Bu noktada, yeteri kadar büyük hacimli bir granitik kütle içinde bulunan küçük miktarda uranyumun (milyonda 5-10 parça ve toryumun (20-80 ppm) yeralti sicakligini belirgin biçimde yükselttigini not etmekte fayda vardir. Radyoaktif elementlerin konsantrasyonundaki lateral (yanal) degisimler, kayalar ayni isil iletkenlikte de olsa jeotermal gradyanda farkliliklara yol açar.

Tabakalar arasina giren genç magmatik kayaçlar (Genç magmatik sokulumlar).

Levha tektonigi teorisi (yerkabugunun, genis düz parçalarinin hareketi) genç magma aktivitelerinin olusumunu açiklamaktadir. Magma, levhalarin ayrilma zonlari boyunca ve levhalar arasina girerek, sirtlar olusturur. Kabuga dogru sokulan magma yerkabuguna isi transfer eder ve bu da yüksek jeotermal gradyanlar yaratabilir. Sonuç olarak ortaya çikan jeotermal anomaliler degerli jeotermal kaynaklar yaratabilirler.

Hidrotermal sirkülasyon.

Geçirgen kayaçlardan, kirik veya çatlak sistemlerinden geçen sular, isiyi kayaçlardan daha hizli tasirlar. Genç magmatik sokulum tarafindan isitilan sular konveksiyon akimlari sonucu jeotermal sistemde dolasir veya dolasimdaki soguk su magmatik bir sokulama yaklasarak isinir ve hareketine devam eder. Iki durumda da jeotermal enerji kabuktaki sig derinliklere transfer edilir ve ciddi jeotermal anomalilere sebep olabilir. Termal sularin yeryüzüne çiktigi noktalarda dogal sicak su kaynaklari olusur. Diger yerlerde termal sulara ulasmak için kuyu açmak gerekir.


JEOTERMAL ENERJI ÜRETIMI

Jeotermal enerji çogunlukla yerkabugundaki kayaçlarda, ikincil olarak da kayaçlardaki çatlaklari, gözenekleri dolduran su, su buhari veya diger akiskanlarda bulunur. Bu yayilmis enerjiyi kullanilabilir hale getirmek için önce büyük hacimlerdeki kayaç kütlelerinden toplanmasi ve sonra da bir bosaltim noktasina tasinmasi gereklidir. Yerkabugunun en üst bir kaç kilometrelik bölümünde neredeyse bütün kayaçlarda bulunan su, enerjiyi toplamak ve almak için bir mekanizma olusturulmasini saglar.

Jeotermal suyu ve sahip oldugu isil enerjiyi ekonomik olarak elde edebilmek için suyun içinden geçtigi kayaçlarin çok miktarda su içermeleri ve geçirgenliklerinin fazla olmasi gerekir. Kayaçin su depolayabilme kapasitesi depolama katsayisi olarak adlandirilir. Suyun geçirgenlik özelligi ise hidrolik iletkenlik veya geçirgenlik olarak adlandirilir. Çatlakli kuvars, kireçtasi, kirilmis volkanik kayalar, serbest kum ve çakil yüksek depolama katsayisina ve yüksek hidrolik iletkenlige sahiptir ve genellikle büyük miktarlarda su üretimine olanak saglarlar.

Yüksek hidrolik iletkenlige sahip ve kalinligi fazla olan kayaçlara, geçirgenligi yüksek kayaçlar denir. Geçirgenligi yüksek kayaçlar ana akiferleri (geçirgen kayalar veya gözenekli ortamlar)ve en üretken jeotermal rezervuarlari olustururlar. Uzun süreli enerji üretimi için bu akiferler genis alanlara yayilmali ve su beslenme sahasina hidrolik olarak baglanmalidir. Geçirgenligi az olan sahalarda çesitli çatlatma yöntemleri enerji üretimini teorik olarak arttirir fakat bu tür uygulamalar jeotermal alanlarda çok ender uygulanmaktadir.

Gözenekliligi ve geçirgenligi az olan kayaçlardan enerji üretimi, sinirli sirkülasyon çevrimleri ile saglanabilir. Bu durumda iki kuyu birbirine kirik ve çatlaklar sistemi ile hidrolik olarak baglidir. Soguk su bir kuyudan asagiya dogru pompalanir, pompalanan su kayaçlardaki çatlaklardan geçerek iletim yoluyla isinir ve ikinci kuyudan yukari dogru pompalanir. Kayaçlardaki çatlaklarin geçirgenligi az olan kayaçlar tarafindan çevrelenmesi, çevrimdeki su kaybinin az miktarda kalmasi için önemlidir. Bu teknolojiye sicak kuru kayaç 'HDR' teknolojisi denmektedir ve hala deneysel asamada bulunmaktadir. Bu teknolojinin uygulanabilirligi ve ekonomisi henüz tam olarak kanitlanmamistir. Sicak kuru kayaçlar, hidrolojik ortam çesitleri arasinda en uçta bulunur, çesitlenme bu uçtan yüksek geçirgenligi olan klasik rezervuarlara ve akiferlere dogru genisler. Dünyanin kabugundaki kayaçlarin çogu sinirli bir sirkülasyon çevrimi için çok fazla geçirgendir fakat bu geçirgenlik ekonomik olarak jeotermal akiskan üretmeye yetecek kadar fazla degildir.


JEOTERMAL SISTEMLERIN ÇESITLERI

Genç Volkanik Sokulumlarla Baglantili Hidrotermal Konveksiyon Sistemler. Dünyanin isisinin varolduguna dair en belirgin kanitlar volkanik patlamalardir. Bu patlamalardan etrafa yayilan lavlar dünya yüzeyinde hemen sogur fakat yer kabugu altindaki iç küre(lavin kaynagi) binlerce yil boyunca ergimis olarak kalir. Günümüzde bu magma hücrelerine dogrudan sondaj yapilmasi pratik degildir. Bununla birlikte magma sizintisinin etrafindaki kiriklar ve çatlaklar hidrotermal sirkülasyon sistemlerinin olusumuna elverisli olabilir: yeralti suyu, sogumakta olan magma sizintisinin asagilarinda veya çevresinde çevrime girebilir. Bu çevrimde bir miktar isi alan su tekrar yeryüzüne yakin alanlara döner. Sicak ve soguk suyun yogunluklari arasindaki fark isinan suyun üste çikmasini saglar

Genç Magmatik Sokulumlar Tarafindan Etkilenen Hidrotermal Tasinim Sisteminin semasi

Çatlak (Fay) Kontrollü Sistemler. Hidrotermal tasinim(konveksiyon) sistemlerinin çogu genç volkanik sizintilarin oldugu yerlerde bulunmaz. Bunun yerine bu jeotermal sistemler isilarini, geçirgen alanlar boyunca suyun derinlere dogru sirkülasyonuna izin veren genis hacimli kayaçlardan alirlar. Bu alanlar, stratigrafik yataklar veya çatlaklar ve birbirine baglantili kirik sistemleri olabilir. Su sicakligi birinci olarak bölgesel isi akiminin büyüklügüne ve su çevriminin derinligine baglidir. Hidrotermal tasinim sistemlerinin kollarina beslenme (resarj) daglik alanlarda ve bitisik vadilerde meydana gelir. Kirik ve çatlaklar asagidaki sekilde gösterilenden farkli olabilirler, önemli olan kiriklarin yükselen sicak su için yeterli derecede geçirgen olmalaridir.

Genç Magmatik Sokulumlarin Etkisi Altinda Olmayan, Fay Kontrollü, Meteorik Su Sirkülasyonuna Bagli Hidrotermal Tasinim Sistemi


Iletkenligi Düsük Katmanlarin Altinda Gizlenen Radyojenik Isi Kaynaklari. Granitik plutonik kayaçlar göreceli olarak yüksek miktarlarda uranyum ve toryum içerirler. Bu elementlerin radyoaktif parçalanmasi isi enerjisi açiga çikarir. Radyojenik pluton içindeki isi akimi, komsu kayaçtaki (içine sokulunan) kayaç) isi akimindan fazladir. Eger granitik kayaçlar düsük isi ilekenligi olan katmanlar tarafindan çevrelenmisse bu katmanlarin tabaninda yüksek sicakliklar olusabilir. Jeotermal anomalinin sekli radyojenik kaynagin sekline, kalinligina ve üstteki tabakalarin termal iletkenligine baglidir. Yer Basinçli (Geopressured)- Jeotermal Rezevuarlar. Yer Basinçli - jeotermal rezervuarlar, üzerlerindeki kayaçlar tarafindan su sütununun basincini asan basinç altinda birakilan akiferlerdir. Yer basinçli jeotermal alanda bulunan ve daha az gözenekli olan katmanlar suyun yukariya dogru sizmasini ve isi transferini önler Yer basinçli katmanlardaki su çok yüksek miktarda isi içerir, ayrica bu su çözünmüs metan (Dogal gazin ana bileseni) açisindan da zengindir.

Yer basinçli jeotermal rezervuarlardan jeotermal enerji ve çözünmüs metan üretimi halen gelismekte olan bir teknolojidir. Temel olarak derin petrol kuyusu sondajinda kullanilan yöntemlerin benzerleri kullanilir. Sondaj masraflari ancak çok güçlü finansal yapilari olan kurumlar tarafindan karsilanabilir. Günümüzde sadece sicak su kullanimi için böyle kuyularin açilmasi ekonomik degildir. Eger metan üretimi ile birlestirilirse yer basinçli jeotermal rezervuarlar ekonomik olabilirler.

Derin Bölgesel Akifer Içindeki Jeotermal Rezervuarin Sematik Modeli


TÜRKIYE'DE JEOTERMAL ENERJININ MEVCUT DURUMU (2006 Yili Itibariyle güncellestirilmistir)

DEGERLENDIRME KAPASITE

JEOTERMAL MERKEZI ISITMA (SEHIR, KONUT, TERMAL TESIS, SERA V.B.)

103.000 KONUT ESDEGERI (827 MWt)

KAPLICA KULLANIMI 215 KAPLICA (402 MWt)

TOPLAM DOGRUDAN ISI KULLANIMI 1.229 MWt

ELEKTRIK ÜRETIMI

20 MWe'lik Denizli-Kizildere santrali isletiliyor. Aydin-Salavatli'da 7,9 MWe Binary Cycle jeotermal elektrik üretim santrali kurulmus olup Mart 2006'da üretime baslamistir.

Aydin-Germencik'te 25/40/(100) MWe kapasiteli jeotermal elektrik üretim santrali insaati devam etmektedir.

Kizildere Jeotermal Santralinin atigi olan 140 °C ‘lik jeotermal sudan 5.5 MWe kapasiteli bir jeotermal elektrik santrali insaati baslamistir.

Çanakkale-Tuzla jeotermal alaninda 7,5 MWe kapasiteli bir jeotermal santral kurulmasi için üretim lisansi alinmistir. 10 MWe kapasiteli Simav Jeotermal Elektrik Üretim Santrali ise proje asamasindadir.

KARBONDIOKSIT ÜRETIMI 120.000 Ton/yil

TÜRKIYE'NIN 2013 YILI JEOTERMAL ELEKTRIK ÜRETIM HEDEFI

* 550 MWe (4.4 Milyar kWh/Yil)

TÜRKIYE'NIN TOPLAM JEOTERMAL ELEKTRIK POTANSIYELI

* 2.000 MWe* (16 Milyar kWh/Yil), destekli hal


Dünyada jeotermal zenginligi ile yedinci sirada yer alan Türkiye, jeotermal potansiyeli ile toplam elektrik enerjisi ihtiyacinin % 5'ine kadar, isitmada isi enerjisi ihtiyacinin %30'una kadar karsilayabilecektir. Ancak bunlarin agirlik ortalamasi alindiginda Türkiye enerji (elektrik + isi enerjisi) ihtiyacinin %14'ünü karsilamaya taliptir.

Toplam jeotermal potansiyelimizin (2.000 MWe, 31.500 MWt) elektrik üretimi, sehir isitma, sogutma, sera isitma, termal tesis isitma, kaplica kullanimi, kimyasal maddeler üretimi, sanayide kullanim vb uygulamalarda tam degerlendirilmesi ile saglanacak hedef yillik net yurtiçi katma deger 20 Milyar USD civarindadir.

Türkiye; jeotermal potansiyeli bakimindan, Avrupa'nin 1., Dünyanin 7. ülkesi konumundadir. Potansiyel olusturan alanlar Bati Anadolu'da yogunlasmistir.

Jeotermal Elektrik Üretim Projeksiyonu (Teknik yaklasim, Tahmini güç)

Saha Adi Sicaklik (0C) 2010

Tahminleri (MWe)

2013 Tahminleri

(MWe)

Denizli-Kizildere 200-242 75 80

Aydin-Germencik 200-232 100 130

Manisa-Alasehir-Kavaklidere 213 10 15

Manisa-Salihli-Göbekli 182 10 15

Çanakkale-Tuzla 174 75 80

Aydin-Salavatli 171 60 65

Kütahya-Simav 162 30 35

Izmir-Seferihisar 153 30 35

Manisa-Salihli-Caferbey 150 10 20

Aydin-Sultanhisar 145 10 20

Aydin-Yilmazköy 142 10 20

Izmir-Balçova 136 5 5

Izmir-Dikili 130 30 30

Toplam 455 550


JEOTERMAL AKISKANIN SICAKLIGINA GÖRE KULLANMA YERLERI

°C KULLANIM ALANI

180 - Yüksek Konsantrasyonlu solüsyonun buharlasmasi, Amonyum absorpsiyonu ile sogutma

170 - Hidrojen sülfit yolu ile agirsu eldesi, diyatomitlerin kurutulmasi 160 - Kereste kurutulmasi, balik vb. yiyeceklerin kurutulmasi 150 - Bayer’s yolu ile alüminyum eldesi 140 - Çiftlik ürünlerinin çabuk kurutulmasi (Konservecilikte) 130 - Seker endüstrisi, tuz eldesi 120 - Temiz su eldesi, tuzluluk oraninin arttirilmasi 110 - Çimento kurutulmasi 100 - Organik madde kurutma (Yosun, et, sebze vb.), yün yikama 90 - Balik kurutma 80 - Ev ve sera isitma 70 - Sogutma 60 - Kümes ve ahir isitma 50 - Mantar yetistirme, Balneolojik banyolar (Kaplica Tedavisi) 40 - Toprak isitma, kent isitmasi (Alt sinir) saglik tesisleri 30 - Yüzme havuzlari, fermantasyon, damitma, saglik tesisleri 20 - Balik çiftlikleri


TEKNOLOJIK DESTEKLE KULLANIM

A) ELEKTRIK ENERJISI ÜRETIMI

Ilk çaglardan yakin geçmise kadar sadece saglik amaciyla kullanilan jeotermal kaynaklardan günümüzde; dogrudan isitmada ya da baska enerji türlerine dönüstürülerek yararlanilmaktadir. 20. yüzyil basina kadar saglik ve yiyecekleri pisirme amaci ile yararlanilan jeotermal kaynaklarin kullanim alanlari gelisen teknolojiye bagli olarak günümüzde çok yayginlasmis ve çesitlenmistir. Bunlarin basinda elektrik üretimi, isitmacilik ve endüstrideki çesitli kullanimlar gelmektedir.

Hazne sicakligi 200 °C ve daha fazla olan jeotermal akiskandan elektrik üretimi gerçeklesmektedir. Ancak günden güne gelismekte olan yeni teknolojilere göre 150 °C'ye kadar düsük hazne çikisli akiskandan da elektrik üretilebilmektedir. Son yillarda gelistirilen ve ikili (binary) çevrim olarak adlandirilan bir sistemle, buharlasma noktalari düsük gazlar (freon, izobütan vb.) kullanilarak 70°C<T<80°C'ye kadar sicakliktaki sulardan elektrik üretilebilmektedir. Jeotermal enerjiden elektrik üretimi ilk olarak 1904 yilinda Italya'da olmustur. Jeotermal akiskandan elektrik üretimi basta A.B.D. ve Italya' da olmak üzere Japonya Yeni Zelanda, El Salvador, Meksika, Irlanda, Filipinler, Endonezya, Türkiye vd. ülkelerde yapilmaktadir. Dünyada halen kurulu gücü 8.912 MW (2005 yili verileri ile) olan jeotermal enerjiden elektrik üretimi gün geçtikçe artmaktadir. Buhar ve sivi baskin sistemlerin elektrik enerjisine dönüstürülebilmesi için çesitli sistemler mevcuttur.

i- Buhar Baskin Sahalar: Kullanimi en kolay olan sahalar kuru buhar sahalaridir. Kuyudan alinan buhar filtreden geçirilerek bir yogusturmali türbine gönderilir. Kondensere ilave olarak dogal ya da mekanik sogutma kulesi kullanilir. Sistem sematik olarak asagida gösterilmistir.

Buhar baskin sahadan elektrik üretimi


ii- Sivi Baskin Sahalar:

- Atmosferik Ekzozlu Konvansiyonel Buhar Türbinleri - Yogunlastirmali Konvansiyonel Buhar Türbinleri - Çift Kademeli Buharlastirma - Çoklu Buharlastirma - Ikili Çevrim Santalleri - Hibrit Fosil Jeotermal Sistemler - Toplu Akis

i 1- Atmosferik egzozlu (back pressure) konvansiyonel buhar türbinleri: En basit ve ilk yatirim masraflari açisindan en ucuz türbinlerdir. Bu tip bir santralde, jeotermal akiskan önce seperatöre gelir. Burada sivi ve buhar fazlari ayrilir. Buhar fazi bir buhar türbinini besler ve çürük buhar direkt olarak atmosfere atilir. Atmosferik egzozlu santrallerin basitlestirilmis sematik gösterimi asagida verilmistir.

i 2- Yogusturmali konvansiyonel buhar türbinleri: Atmosferik egzoz tasariminin termodinamik olarak gelismisidir. Iki fazli akiskan önce seperatörde sivi ve buhar fazlarina ayrilir. Buhar, türbinden direkt atmosfere atilmak yerine çok düsük bir basinçta tutulan (yaklasik 0.12 bar) bir kondensere atilir. i 3- Çift kademeli buharlastirma: Kuyubasi akiskani önce seperatöre gider, buhar ve sivi fazlarina ayrilir. Buhar bir yüksek basinç türbinine, su ise bir buharlastiriciya (flas tanki) gönderilir. Burada düsük bir basinca flaslanan sivinin kalani enjeksiyona, elde edilen buhar alçak basinç türbinine gönderilir. Böylece sistem verimi arttirilmis olur.


i 4- Çoklu buharlastirma (multi-flash): Seperatörden ayrilan sivi ikinci bir seperatöre gönderilir, seperatör sayisi ekonomik kisitlar çerçevesinde arttirilabilir. Bu tip bir uygulama Wairakei Jeotermal Santrali, Yeni Zelanda'da gerçeklestirilmistir. i 5- Ikili çevrim santralleri: Jeotermal sahalarda en önemli atik isi kaynagi seperatörde ayrilmis sividir. Konvansiyonel buhar türbinleri sadece buhar kullandiklari için kalan büyük miktarlardaki sivi genelde yerüstü sularina atilmakta yada yeraltina enjekte edilmektedir. Binary teknolojisi, orta-düsük sicaklikli kaynaklardan elektrik üretmek, termal kaynaklarin kullanimini arttirarak atik isiyi geri kazanmak amaciyla gelistirilmistir.

Binary sistemlere ait basitlestirilmis sematik gösterim asagida verilmistir. Binary sistemler, düsük kaynama sicaklikli ve düsük sicakliklarda yüksek buhar basincina sahip ikincil bir çalisma akiskani kullanirlar. Bu ikincil akiskan, konvansiyonel bir Rankine çevrimine uygun olarak çalisir. Uygun bir çalisma akiskani ile binary sistemler, 80-170°C araligindaki giris sicakliklarinda çalisabilirler.

Ikili çevrim

i 6- Hibrid fosil-jeotermal sistemler: Bu sistemlerde jeotermal enerji, ya ön isitici olarak, ya da kizgin buhar eldesinde kullanilir. i 7- Toplu akis: Iki fazli buhar/su karisimlarindan dogrudan enerji elde etmek amaciyla gelistirilmistir. Bu tip santrallerin ekonomisi henüz iyi belirlenememistir. Çünkü isletme tecrübesi 5 yildan fazla degildir. Tek örnek Desert Peak, Nevada, ABD'ndeki 9 MW t 'lik iki fazli rotary seperatörlü turbo-alternatörlü santraldir.


ÇANAKKALE AYVACIK JEOTERMAL KAYNAK 3191029 erisim numarali Jeotermal Kaynaklar ve Mineralli Sular maden grubunda toplam 4.073,87 hektar alanli (40.738.700 m2) Jeotermal Kaynak ile ilgili haklar T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanligi Maden Isleri Genel Müdürlügü onayi ile tarafimiza tahsis edilmistir.



Jeotermal sahamiz Çanakkale ili Ayvacik ilçesi, Edremit Körfezinde bati siniri Behramkale (Assos) dogu siniri Kayalar yerlesim birimi olan alandir. Jeotermal sahamiz içerisinde MTA tarafindan yapilmis arastirmalar, çesitli üniversitelerin raporlari ve bölgenin fay zonlarinin incelenmesi ile, Çanakkale Tuzla jeotermal sahasinin devaminda, benzer özellikler sunan bir yapi oldugu anlasilmistir. Sahamizin koordinatlari, bu çalismalar sonrasinda belirlenmis ve alinmistir. Yaptigimiz çalismalarda 170-250 0C arasi bir sicaklik degerinin bulunacagi anlasilmaktadir.


ÇANAKKALE-TUZLA JEOTERMAL ALANININ HIDROTERMAL ALTERASYON ETÜDÜ VE VOLKANIK KAYAÇLARIN PETROLOJISI

A. Ihsan GEVREK*; Mehmet SENER* ve Tuncay ERCAN** ÖZ—Çanakkale-Tuzla jeotermal alaninda yer alan hidrotermal alterasyon zonlari x isinlari kirinimi ve jeokimyasal analizlerle incelenmistir. Çalisma alaninda alünit, kaolinit, montmorillonit, illit, silis ve silisifiye zonlar saptanmistir. Bu hidrotermal alterasyon zonlarinin dagilimina göre, çalisma alani içinde sicakligi 150°-225°C olan jeotermal akiskanin varligi ortaya çikmaktadir. Çalisma alaninin tektonik yapisi, KB-GD ve KD-GB yönlü kuvvetlerle gelismistir. Bu kuvvetlerin etkisi ile olusan D-B dogrultulu faylara bagli gelisen diyagonal çatlaklardan gelen jeotermal akiskanlar, hidrotermal alterasyon için gerekli zemini hazirlamistir. Inceleme alaninda hidrotermal alterasyon zonlarinin gözlendigi volkanik kayaçlar Alt-Orta Miyosen yasli olup, latit, andezit, dasit, riyolit türde lavlar ile tüf ve ignimbritlerle temsil olunurlar. Yapilan petrokimyasal çalismalarla, volkanitlerin yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik özellikler tasiyan kabuksal nitelikli bir kita içi volkanizmasi oldugu sonucuna varilmistir. GIRIS Jeotermal akiskan aramalarinda dikkate alinan Sicaksu kaynaklari, buhar çikislari, gayzerler ve hidrotermal alterasyon zonlari gibi bazi kriterler vardir. Bunlarin en önemlisi hidrotermal alterasyon olup, Japonya ve italya gibi ülkelerde hidrotermal alterasyon zonlarinin arastirilmalariyle elektrik enerji üretimine yönelik bazi jeotermal enerji alanlari ortaya çikarilmistir. Bu nedenle, çalisma alanindaki volkanik kayaçlarda gözlenen hidrotermal alterasyon zonlarinin dagilimi, olusumu ve jeotermal akiskanla olan iliskisi arastirilmis ve volkanik kayaçlarda petrokimyasal çalismalar yapilmistir. Inceleme alani, Marmara bölgesinde, Çanakkale il sinirlari içinde olup, Ayvacik ilçesine bagli Tuzla köyü ve yöresini kapsamaktadir. Bu alandaki hidrotermal alterasyon zonlari, Ayvalik I 16 d2, l 16 d3 ve l 16 c4 paftalari içinde Tuzla, Naldöken, Büyük Kestanelik, Kocaköy, Kösedere, Ahmetlerobasi ve Kestanbol köyleri çevresinde gözlenmektedir. Bu çalismada gerekli olan mineralojik incelemeler için x isinlari kirinim yöntemi, hidrotermal alterasyonun kayaç kimyasindaki etkilerini incelemek için spektrokimyasal analiz yöntemleri ve kayaç kimyasi ile jeotermal akiskan iliskisini incelemek amaciyle hidrojeokimyasal analiz yöntemlerindenyararlanilmistir. GENEL JEOLOJI Inceleme alaninda temeli, metamorfik kayaçlar olusturmaktadir. Altta biyotitli gnays, kalksist ve kuvarssistler yer alir. Bunlarin üzerinde uyumsuz olarak mermer, dolomitik ve kristalize kireçtaslan gözlenirler. Tüm bu metamorfik birimler olasili Paleozoyik yasli olup, düzgün sistoziteye sahiptirler. Daha sonra bu birimleri kesen granodiyoritik bir pluton yer alir. Arastiricilar tarafindan «Kestanbol (Tuzla) plutonu» olarak adlandirilan (Gözler ve digerleri, 1983; Ercan ve Türkecan, 1984) bu plutonun çevresinde yer yer de milonitlesmis siyenit dayklari gözlenir. Kestanbol plutonu, arazi verilerine göre, olasili Oligosen-Alt Miyosen yaslidir. Plutonda K/Ar yöntemi ile radyometrik yas belirlemesi yapan Fytikas ve digerleri (1976), tüm kayaç yasi olarak 28±0.88 milyon yillik (Üst Oligosen) bir deger elde etmislerdir. Ancak bazi arastiricilar plutonun daha yasli oldugunu kabul etmektedir. Örnegin, Sâmilgil (1966 ve 1983) plutonun Permiyen yasli olabilecegini belirtir. Gözler ve digerleri (1983) ise


plutonun Üst Kretase-Miyosen arasinda bir yasta oldugunu öne sürmektedirler. Genelde granodiyorit türde olan pluton yer yer de monzonit ve kuvars monzonit bilesimler sunar. Bürküt (1966) tarafindan kayaçta yapilan modal analiz sonuçlari QAP Streckeisen (1976) üçgen diyagraminda kullanildiginda, kuvarsli monzonit, monzogranit ve granodiyorit alanlarinda yer aldigi görülür.

Inceleme alani ve hidrotermal alterasyon zonlari Inceleme alaninda Kestanbol plutonu ile birlikte, volkanik kayaçlar genis yer kaplarlar. Baslangiçta riyolitik tüf ve aglomeralarla etkin olan volkanizma daha sonra genel olarak latit türde lavlar ve son olarak riyolitik tüf ve ignimbritler olusturmustur. Ancak, yer yer de daha degisik türde (andezit, dasit vb.) lavlar da gözlenmistir. Volkanizma birkaç evreli olarak tüm Miyosen zamani boyunca etkin olmustur. Volkaniklerde K/Ar yöntemi ile radyometrik yas belirlemeleri yapan Borsi ve digerleri (1972), 16.8,17.1,19.5 ve 21.5 milyon yillik (Alt-Orta Miyosen) degerler elde etmislerdir. Bölgedeki Miyosen volkanizmasinda ayrintili çalismalar yapan Öngür (1973), volkanik etkinligin Ayvacik-Babakale ve Behram (Assos) volkanlari olmak üzere üç volkanik merkezde toplandigini, Ayvacik volkaninin, latit ve kuvarslatit türde «Ayvacik lavi» ve onlardan türemis laharik breslerden, Babakale volkaninin çok sayida lav ve volkanik bres ardalanmasindan kurulu oldugunu ve bunun günümüzde denizaltinda kalmis bir volkan konisinin yamacindan arta kalan tipik bir stratovolkan oldugunu, Behram (Assos) volkaninin ise patlama indisi en yüksek volkanik merkez olup, ilk dönem etkinliklerini kuvarslatit, latit, dasit ve riyodasit türde lav püskürmeleri oldugunu, ikinci etkinlik döneminde ise çok sayida ignimbrit püskürmeleri meydana geldigini ve bu püskürmelerin çok genis bir alana yayildigini belirtmektedir. Assos volkanik merkezinden çikan olasili 11 evreden olusan ignimbritler kuzey ve kuzeybatiya dogru inceleme alaninda, güneydoguya dogru Ayvalik çevresinde ve daha güneye dogru Midilli adasinda kalin bir ignimbrit örtüsü olusturmustur (Sek. 2). Bu denli büyük ignimbrit püskürmesi, Assos (Behram) kalderasinin olusmasina neden olmustur (Öngür, 1978). Yaklasik 4x6 km lik bir


büyüklüge sahip olan kaldera günümüzde, Edremit körfezi çöküntüsü nedeniyle deniz altinda kalmistir. Inceleme alaninda her üç volkanik merkezden çikan volkanik ürünler de yer alirlar ve kimi yerlerde bunlari birbirlerinden ayirtlamak son derece güçtür. Volkanitlerin kimyasal özelliklerine ayri bir bölümde deginilecektir.

Volkanik kayaçlarda, özellikle latit nitelikli Ayvacik lavinda pek çok yerde hidrotermal alterasyon saptanmistir. Volkanizmanin en son ürünü ignimbritler üzerinde Üst Miyosen-Pliyosen yasli çökeller yer alirlar. Bunlar konglomera, kumtasi, kireçtasi ve killi kireçtasi; ardalanmalari seklinde olup, karasal (gölsel ve akarsu) ve denizel ortamlarda olusmustur; fasiyes ayirtlamasina yönelik çalisma yapilmamistir. Pekten, Ostrea, Mactra ve Ostrakod gibi hem denizel, hem somatr, hem de tatli su ortamlarinda yasayan fosiller gözlendiginden, Neojen boyunca bu bölgede denizin birkaç kez düzey degistirdigi ve bölgenin birkaç kez regresyon ve transgresyona ugradigi belirlenmektedir (Sâmilgil, 1983).


Inceleme alaninda yer yer de Kuvaterner yasli alüvyonlar yüzlekler olusturmuslardir. Çalisma alaninin sadelestirilmis dikme kesiti Sekil 3 te sunulmustur. Granodiyoritik pluton, sahadaki jeotermal akiskanin kazan ve/veya isitici kayasi, lavlarin altere kesimleri hazne kayayi, yaygin olarak gözlenen ignimbritik tüfler ve Neojen çökelleri ise örtü kayayi olusturmaktadir. Bu bilgiler isiginda inceleme alaninda Tuzla köyü dogusunda Tuzla tepe yakinlarinda iki yerde sondaj yapilmis (Sek. 4, Tl, T2 kuyulari) ve elde edilen karot örneklerinde kimyasal analizler yaptirilarak sonuçlar degerlendirilmistir.


TEKTONIK Çalisma alaninin genel tektonik yapisi üç ana süreçle olusmustur (Öngür, 1973). Volkanizma öncesinde temeli sinirlandiran ve volkanizma ile birlikte olusumunu sürdüren BKB-DGD uzanimli kirilmalar (Üst Oligosen-Alt Miyosen), Assos volkanindaki kaldera çökmesi (Alt Pliyosen) ve hemen bunu izleyen ve tüm Bati Anadolu'yu sekillendiren epirojenik hareketler içindeki Edremit körfezi kuzey kiyisi fay zonu (D-B) olusumu, bu ana süreçleri olusturur. Yapisal gelisimi günümüzde de süregelen sahada, Edremit körfezi genç bir graben yapisidir. Deniz kiyisindaki kiyiya paralel genç faylar bunun görünür kanitidir. Deniz yönündeki bloklari düsen bu normal faylar, 2-3 km eninde ve 40 km ye degin uzanan basamaklar olusturur. Genç çökelleri de etkileyen bu faylar, Edremit körfezinin kuzey sinirim olusturan faylar olup, çalisma alanina kadar uzanmaktadir. Bunlarin etkisi ile kiyiya l km yaklasan Tuzla çayi, Behramkale'de dönerek kiyiya 20 km ara ile paralel olarak küçük bir graben içinde akmaktadir (Sek. 1). Inceleme alaninda KB-GD uzanimli birçok fay gözlenmektedir. Eski yapisal dogrultular ve Tuzla domunun etkisi ile sahanin yapisal sekli belirlenmistir. Sahanin merkezinde yer alan Tuzla tepe yöresindeki faylar ve faylarin yakinlarinda gözlenen çatlaklar, jeotermal akiskanin hareket yetenegini artirmis ve hidrotermal alterasyona zemin hazirlamistir. Çalisma alaninda dokuz lokasyonda 1010 adet çatlak konumu ölçülerek sahada gelisen tektonizmaya bagli olarak bu çatlaklarin genel tektonik yapi içindeki konumlari ve jeotermal akiskanlarin gelis yönleri açiklanmaya çalisilmistir. Bu çalisma içinde Kurtlukuyu deresi içinde ölçülen çatlak konumlarina göre gül diyagramlari çizildiginde, Kurtlukuyu deresi boyunca uzanan D-B dogrultulu Kurtlukuyu fayina bagli olarak dikine, enine, boyuna ve diyagonal çatlak sistemlerinin gelistigi belirlenmistir. KD-GB yönlü kuvvetler etkisiyle olusan bu çatlaklardan dikine, enine ve boyuna gelisen çatlak sistemleri hidrotermal alterasyon açisindan sterildir. Bu yörede gelisen hidrotermal alterasyonlar salt diyagonal çatlaklardan gelen jeotermal akiskan ile olusmustur. (Sek. 5 a,b,c). Gerendere içinde yer alan çatlak konumlarina göre gül diyagrami çizildiginde, KD-GB ve KB-GD yönlü kuvvetlerin hâkim oldugu izlenir ve buna bagli olarak gelisen D-B dogrultulu faya göre diyagonal ve boyuna olarak gelisen çatlak sistemleri silis dolguludur (Sek. 5 d). Naldöken-Tasbogaz yolu üzerinde ölçülen çatlak konumlarina göre KD-GB ve ikincil KB-GD yönlü kuvvetler egemen durumdadir. Aktivitesini yitirmis hidrotermal alterasyon gözlenen bu yörede silis dolgulu çatlaklara göre boyuna ve dikine gelisen çatlaklar ikincil olarak demirli eriyikler getirmislerdir (Sek. 6 a). Kocaköy batisinda diger yörelere benzer olarak KD-GB ve KB-GD yönlü kuvvetler etkin durumdadir. Bu kuvvetlerin etkisi ile olusmus KD-GB yönlü faya göre boyuna olarak gelisen çatlak sistemi ile getirilen jeotermal akiskan kaolinitlesmeyi olusturmustur (Sek. 6 b, d). Kestanbol plütonunda ise KB-GD yönlü kuvvetlerle gelisen paralel çatlaklarda halit gelisi vardir (Sek. 6 c).


HIDROTERMAL ALTERASYON VE INCELEME ALANINDAKI ETKINLIKLERI TANIM Yerkabugunun göreli sig kesimlerindeki kayaçlarin, içlerinde dolasan isi yüklü akiskanlarla (hidrotermal) etkilenmesi sonucu kayaçlarda olusan kimyasal ve mineralojik faz degisimleri topluca «hidrotermal alterasyon» olarak adlandirilmaktadir. Feldispatlarin kaolenlesmesi bunun bir örnegidir. Ayrica hidrotermal akiskanin kattigi ya da çektigi elementlerle kayaçta olusan degisimler de (örnegin silislesme), bu kapsamda düsünülebilir (Öngür, 1980). Hidrotermal alterasyon, aktif ve aktif olmayan hidrotermal alterasyon olmak üzere iki çesittir. Aktif hidrotermal alterasyon, süreklilik kazanan hidrotermal alterasyon olup, jeotermal enerji gibi ekonomik önemi olan akiskan yataklarin arastirilmasinda kullanilir. Aktif olmayan hidrotermal alterasyon ise, aktifligi zamanla giderek azalan hidrotermal alterasyon olup, ekonomik önemi olan durayli yataklarin arastirilmasinda kullanilir. Aktif ve aktif olmayan hidrotermal alterasyon olarak iki kisimda incelenen bu kavramda gelisen faz degisimleri sirasinda kayaç bilesimi, jeotermal akiskanin bilesimi ve fizikokimyasal kosullarina (basinç ve sicaklik) baglidir. Faz degisimleri sonucu olusan minerallerin olusum ve kararliliginda, 1. Sicaklik 2. Porozite – permeabilite 3. Kayaç tipi 4. Akiskan bilesimi 5. Toplam basinç 6. Su akisi ve reaksiyon için gerekli zaman faktörleri önemlidir.


Bu faktörlere bagli olarak volkanik cam alterasyona çok elverisli oldugundan, 120°C nin altinda yaygin olarak montmorillonit, illit daha az oranlarda ise klorit, kalsit, siderit, K-feldispat ve kuvarsa dönüsürken, hipersten, hornblend ve biyotit mineralleri yüksek sicakliklarda altere olarak klorit, illit, kalsit, kuvars veya piriti olustururlar. Andezin ise altere adularya, albit, kalsit, illit, vairekit, epidot ve kuvarsi olusturur. Olusan bu hidrotermal alterasyon minerallerinin jeotermal akiskan ile kayaç arasindaki reaksiyonlari Çizelge l de verilmistir.


HIDROTERMAL ALTERASYON ZONLARI Hidrotermal alterasyon sonucu kayaçlarda olusan yeni mineraller ile jeotermal akiskanin sicakligi arasinda yakin bir iliski bulunmaktadir (Sek. 7). Elders ve digerlerinden (1984) alinan sekilde görüldügü gibi neoformasyon minerallerinin karakteristik parajenezlerine göre gelisen zonlar:


Bu zonlarin karakteristik mineralleri: Kalsit. — Andezin ile birlikte ikincil albit, adularya, kuvarsin yer degistirmeleri ile olusmakla birlikte yerine göre, bazi kayaçlardaki kararsiz fenokristallerden olusabilir. Pirit. — Olusumu için Fe ve S iyonlari gereklidir. Pirit olusumu 200°C nin üzerinde gerçeklesmektedir. Kuvars. — Yaygin olarak gözlenen kuvars, silisçe doygun jeotermal akiskanla dokanakli kesimlerde birincil olarak olusabilir. K - feldispat 1. Normal dengede albite esit plajiyoklaslardan, 2. Camlarin devitrifikasyonu ile 3. Çok ender olarak eriyikten birincil olarak pH ve CO2 basincina bagli olarak olusabilir. Epidot. — Kalsit olusumuna benzer olarak yeraltindaki yüksek CO2 basincina ve konsantrasyonuna bagli olarak 260°C nin üzerinde olusabilir. Hidrotermal alterasyon zonlarinin dagilimlari: Çalisma sahasinda yer alan hidrotermal alterasyon minerallerinin kararliligina göre, 1. Killi zon (geçis zonu, illit-klorit zonu, kalk alüminyum silikat zonu), 2. Silisli zon, 3. Silisifiye zonlar ayirtlanmistir.


KIMYASAL ANALIZLER Inceleme alanindaki hidrotermal alterasyon zonlarindan alinan 52 adet yüzey örnegine ait majör element kimyasal analizleri MTA Maden Analizleri ve Teknoloji Dairesinde yaptirilmistir. Çizelge 2 de sunulan hidrotermal alterasyon zonlari kayaçlarinin kimyasal analizlerine göz atildiginda, alterasyon sonucu volkanik kayaçlarin kimyasal bilesimlerinde sapmalar oldugu görülmüs ve bu nedenle volkanik kayaçlardan toplanan örneklerde yapilan kimyasal analizlerin yorumlarinin saglikli olabilmesi için saglam ve alterasyona ugramamis örneklerin titizlikle seçilmesinin geregi ortaya çikmistir. Hidrotermal alterasyon zonundan ahnan örneklerin kimyasal analizleri (Çizelge 2) ele alindiginda, örneklerin SiO2 içeriklerinin çok yüksek degerler verdikleri görülmektedir. A6 numarali örnek manganez cevherlesmesi olan bir zondan, A20 ve A48 numarali örnekler ise demir cevherlesmesi olan zonlardan alinmislardir. Termodinamik Özellikler Basinç, sicaklik, konsantrasyon, EH, pH ve kimyasal potansiyeli içeren çesitli degiskenler ile mineral denge diyagramlari birçok arastinci tarafindan deneysel olarak gösterilmistir (Helgeson, 1969; Montoya ve Hemley, 1975). Bu denge diyagramlari ile hidrotermal alterasyon sonucu olusan minerallerin termodinamik prensiplere uygunlugu tespit edilir. Bu çalismada, Sâmilgil'den (1983) alinan degerler ile loga Ca/a H-loga K/a H, loga Na/a H-loga K/a H, loga Mg/a H - loga K /a H (Sek. 11) ve log Na/H, logCa/H, logMg/H degerlerinin birbirlerine göre fonksiyonal dagilim grafikleri (Sek. 12) çizilmistir. Çizilen grafikler sonucu kaolinit, illit, klorit gibi kil minerallerinin durayliligi saptanmistir. Elde edilen bu sonuçlar x isinlari çalismalari ile de uyumluluk göstermektedir (Gevrek ve Sener, 1985).




Örneklerin kimyasal yoldan adlandirilmalarim daha ayrintili olarak belirleyen ve alkali (Na2O+K2O)-SiO2 içerikleri kullanilarak Zanettin (1984) tarafindan hazirlanan ve IUGS magmatik kayaçlar alt komisyonu tarafindan önerilen diyagramlar yapildigi zaman (Sek. 18), yüzeysel olanlarin rakiandezit, andezit, dasit ve riyolit; sondaj karot örneklerinin trakiandezit, birer tanesinin de andezit ve trakit alanina düstükleri görülür. Tüm örnekler potasik olduklarindan, trakiandezit alanina düsenlerin «latit» olarak adlandirilmalari gerekmektedir. Örneklerin K2O ve SiO2 içerikleri kullanilarak Peccerillo ve Taylor (1976) diyagramlari yapildiginda tümünün yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik nitelikte olduklari; yüzeysel olanlarin latit yüksek potasyumlu andezit, yüksek potasyumlu dasit, trakit ve riyolit; sondaj karotlarina ait olanlarin ise çogun latit, birer tanesinin de andezit ve trakit alanina düstükleri görülmektedir (Sek. 19). Volkanitlerin K2O/Na2O oransalliklari da ele alindigi zaman, yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik nitelikte olduklari belirginlesir. K2O/Na2O oransalliginin volkanik kayaçlarda olusum kosullan ve nitelikleri konusunda bazi ayirtman özellikler gösterdikleri arastiricilarca saptanmistir. Örnegin, Jakes ve White (l972), toleyitik volkanitlerde K2O/Na2O oraninin en düsük, yaklasik 0.35 ten az oldugu, kalkalkalen volkanitlerde ise ada yayi kalkalkalen volkanitlerinde yaklasik 0.35-0.75 arasinda, kita içlerinde olusan kalkalkalen volkanitlerde ise SiO2 kapsami genellikle % 63 ten fazla olanlarda yaklasik l ve daha büyük degerler gösterdiklerini saptamislardir. Sosonitik nitelikli volkanitlerde ise bu oran l den daha büyük degerlerdedir. Inceleme alanindaki tüm örneklerde bu oran l den daha büyük olup, bazi örneklerde 17 ye erismektedir. Böylece inceleme alanindaki volkanik kayaçlarin tamamen yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik nitelikte olduklari belirlenmektedir. Sosonitik kayaçlarin genel petrokimyasal özelliklerini ortaya çikaran Morrison (l980),bunlarin (Na2O+K2O)-SiO2 diyagraminda alkalen kesime düstüklerini belirtmektedir. Gerçekten de inceleme alanindaki volkanitlerin sosonitik nitelikli olanlari bu diyagramda (Sek. 13) alkalen bölgeye düsmüslerdir. Ayrica inceleme alanindaki volkanik kayaçlarda K2O/Na2O oransalligi, SiO2 içerigi arttikça azalmaktadir. Bu da sosonitik serinin tipik bir özelligidir. Sosonitik kayaçlar, genellikle yitme zonlarindan türeyen ada yaylarinda en son volkanik ürün olarak olusmaktadir. Ancak, yer yer de ada yaylarina yakin bölgelerde ve kita içlerinde de olusabilmektedirler (Miyashiro, 1975).


Inceleme alanina komsu bölgelerdeki es kökenli volkanitlerde de arastiricilarca petrokimyasal çalismalar yapilmis ve volkanizmanin bir kita içi volkanizmasi olup, kabuk kökenli oldugu ve yer yer manto malzemesinin de bulastigi saptanmistir. Örnegin, Ercan ve digerleri (1984), Dikili-Bergama çevresindeki volkanitlerin kabuk kökenli, yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik nitelikte olduklarini belirtirler. Innocenti ve digerleri (1977), Dikili, Ezine ve Midilli adasindaki gerek yüksek potasyumlu kalkalkalen, gerekse sosonitik volkanitlerde iz ve nadir toprak element analizleri yaparak volkanizmanin kabuk kalinlasmasi sonucu kabugun kismî ergimesi ile olustugunu belirtmislerdir. Innocenti ve digerleri (1982), Dikili-Bergama volkanitlerinde yaptiklari stronsiyum izotop ölçümleri ile bunlarin kitasal volkanitlerden olduklarini belirterek benzer sonuçlara ulasmislardir. Pe-Piper (1980), komsu Midilli adasinda da sosonitik volkanitlerin yer aldigini belirtir. Fytikas ve digerleri (1980) ise bölgedeki volkanizmayi Eosen-Oligosende kabaca Afrika-Avrupa kitalarinin çarpismasina baglamakta ve sosonitik volkanitlerin kalkalkalen olanlarla birlikte yersel ve zamansal olarak geçisli olduklarini belirtmektedirler. Ercan ve digerleri (1985), inceleme alani yakinindaki Ayvalik volkaniklerinde stronsiyum izotop oram ölçümleri yapmislardir, andezitik lavlarda 0.7056; latitik lavlarda 0.7055 ve ignimbritik lavlarda 0.7088 Sr87/Sr86 degerleri elde etmisler ve bunlarin kabuk kökenli olduklarini belirtmislerdir. Inceleme alanindaki sosonitik nitelikli volkanitler, çogunlukla Ayvacik lavina iliskin olup, çesitli derinliklerden alman sondaj karotlarina aittir. Bu da olasilikla derinlerdeki daha eski volkanitlerin sosonitik olduklarim, bir baska deyisle volkanizmanin önce sosonitik nitelikte ürünler olusturup, daha sonra yüksek potasyumlu kalkalkalen ürünler verdigini ortaya çikarmaktadir.


Böylece, bu arastirmadan elde edilen sonuçlara göre Bati Anadolu'da, Biga yarimadasindaki Miyosen yash volkanizmanin da yakin çevresindeki volkanik kayaçlarla es kökenli olup, yüksek potasyumlu kalkalkalen ve sosonitik özellikler tasiyan kabuksal nitelikli bir kita içi volkanizmasi oldugu ve jeotermal enerji açisindan olumlu özellikler tasidigi belirginlesmektedir. Çizelge 2 ve 3 te yer alan kimyasal analiz sonuçlan karsilastirildigi zaman alterasyona ugramis T1 kuyusu karotlari ile alterasyona ugrayan yüzey örnekleri arasinda büyük bir benzerlik bulunmaktadir. T2 kuyusu karotlari ise bir alterasyon göstermediginden, gerek T1 kuyusu karotlari gerek yüzey örnekleri ile belirgin bir kimyasal farklilik göstermektedir. Bu nedenle Ayvacik lavinin hidrotermal alterasyona ugramis kesimlerinde jeotermal akiskanin getirdigi elementlerle, birtakim mineral degisimleri saptanmistir. Bunu takiben gelisen porozite ile sahada yer alan jeotermal akiskan için bir rezervuar olusturmustur. Inceleme alanindaki volkanik kayaçlarda çok sayida örnekten yaptirilan ince kesitlerden yapilan petrografik çalismalardan elde edilen veriler de, jeokimyasal verileri desteklemektedir.


Kaynakça: • Borsi, S.; Ferrara, G.; Innocenti, F. ve Mazzuoli, R., 1972, Geochronology and petrology of recent volcanics in the

Eastern Aegean Sea (West Anatolia and Lesbos island): Bull. Volcanol., 36, 473-496. • Bürküt, Y., 1966, Kuzeybati Anadolu'da yer alan plutonlarin mukayeseli jenetik etüdü: Doktora tezi, ITÜ Maden Fak.,

272 s., Istanbul. • Elders, W.A.; Bird., D.K.; Williams, A.E. ve Schiffman, P., 1984, Hydrothermal flow regime and magmatic heat source

of the Cerro Prieto geothermal system, Baja Califomia, Mexico: Geothermics, 13, 27-47. • Ercan, T. ve Türkecan, A., 1984, Bati Anadolu, Ege adalari, Yunanistan ve Bulgaristan'daki plutonlarin gözden

geçirilisi: TJK Ketin Simpozyumu Kitabi, 189-208. • Akyürek, B.; Günay, E.; Çevikbas, A.; Ates, M.; Can, B.; Erkan, M. ve özkirisçi, C, 1984, Dikili- Bergama-Çandarli (Bati

Anadolu) yöresinin jeolojisi ve magmatik kayaçlann petrolojisi: Jeoloji Mühendisligi, 20, 47-60. • Satir, M.; Krevzer, H.; Türkecan, A.; Günay, E.; Çevikbas, A.; Ates, M. ve Can, B., 1985, Bati Anadolu'daki volkanik

kayaçlarda yeni yapilan kimyasal analizlerin, Sr87/Sr86 ölçümlerinin ve radyometrik yas belirlemelerinin yorumu: Türkiye Jeoloji Kurultayi-1985 Bildiri özetleri Kitabi, 34 ve Geol. Rdsch (baskida).

• Fytikas, M.; Giuliani, O.; Innocenti, F.; Marinelli, G. ve Mazzuoli, R., 1976, Geochronoligical data on recent magmatism of the Aegean Sea: Tectophysics, 31, T29-T34.

• Manetti, F.; Mazzuoli, R.; Peccerillo, A. ve Villari, L., 1980, Neogene volcanism of the northern and central Aegean region: Ann. Geol. Pays. Hellen., 30, 106-129.

• Gevrek, A.I. ve Sener, M., 1985, Çanakkale-Tuzla jeotermal sahasinin hidrotermal alterasyon etüdü: MTA Rap. (baskida), Ankara.

• Gözler, Z.; Ergül, E.; Akçören, F.; Genç, S.; Akat, U. ve Acar, S., 1983, Çanakkale bogazi dogusu-Marmara denizi güneyi-Bandirma-Balikesir-Edremit ve Ege denizi arasindaki alanin jeolojisi ve kompilâsyonu: MTA Rap., 7430 (yayimlanmamis), Ankara.

• Helgeson, H.C., 1969, Thermodynamics of hydrothermal systems at elevated temperatures and pressures: Am. Jour. Sci., 267, 729-804.

• Irvine, T. N. ve Baragar, W.R.A., 1971, A guide to the chemical dassification of the common volcanic rocks: Can. Jour. Earth. Scien., 8, 523-548.

• Innocenti, F.; Manetti, P.; Mazzuoli, R.; Peccerillo, A. ve Poli, G., 1977, REE distribution in Tertiary and Quaternary volcanic rocks from central and Western Anatolia: 6. Ege Ülkeleri Kollokyumu Tebligler Kitabi, (baskida), Izmir.

• Pasquare, G. ve Villari, L., 1982, Neogene and Quaternary volcanism in Anatolia and NW Iran: Orogenic Andesites da, John Wiley Sons, 327-349, New York.

• Jakes, P. ve White, A.J.R., 1972, Major and trace element abundances in volcanic rocks of orogenic areas: Geol. Soc. Amer. Bull., 83, 28-40.

• Macdonald, G.A. ve Katsura, J., 1964, Chemical Composition of Hawaiian lavas: Journal of Petrology, 5, 82-133. • Miyashiro, A., 1975, Island arc volcanic rock series, A critical review: Petrologie, 1/3, 177-187. • Morrison, G.W., 1980, Characteristics and tectonic setting of the shoshonite rock association: Lithos, 13, 97-108. • Montoya, J.W. ve Heurley, J.J., 1975, Activity relations and stabilities in alkali feldspar and mica alteration reactions:

Econ. Geol. 70, 577-594. • Öngür, T., 1973, Çanakkale-Tuzla yöresinin volkanolojisi ve jeotermal enerji olanaktan: MTA Rap., 5510

(yayimlanmamis), Ankara. • Öngür, T., 1978, Behram kalderasi, KB Anadolu: TJK 32. Bilimsel ve Teknik Kurultayi Bildiri özetleri Kitabi, 42., 1980,

Yerisil dizgelerde hidrotermal alterasyon: Yeryuvari ve Insan, 5/3-4, 52-59. • Pe-piper, G., 1980, Geochemistry of Miocene shoshonites Lesbos, Greece: Contrib. Mineral. Petrol., 72, 387-396. • Peccerillo, A. ve Taylor, J.R., 1976, Geochemistry of Upper Cretaceous volcanic rocks from the Pontic chain, Northern

Turkey: Bull. Volcan., 39/4, 557-569. • Rittmann, A., 1962, Volcanoes and their activity: John Wiley and Sons, 305 s., Nevv York. London, • Streckeisen, A., 1976, dassification of the common igneous rocks by means of their chemical Composition, A

provisional attempt: N. Jb. Für Miner. Monatsc., 1-15. • Sâmilgil, E., 1966, Çanakkale'nin Tuzla ve Kestanbol sicak su havzalarinda jeotermal enerji arastirmasi yönünden

hidrojeolojik etüt: MTA Rap., 4274 (yayimlanmamis), Ankara. • 1983, Çanakkale jeotermal alanlari ve Tuzla sondajlari: Türkiye Jeoloji Kongresi Bült., 4, 147-158. • Zanettin, B., 1984, Proposed new chemical dassification of volcanic rocks: Episodes, 7/4, 19-20.

Documents

JEOTERMAL ENERJI ÜRETIM VE FONKSIYONEL · PDF fileÇanakkale Jeotermal Saha Özet Fizibilite Raporu_2/37 Iletisim Bilgileri Hasan Sümer 0216 545 82 66 0533 745 16 12 Emin Kuzgun