3- ELEKTRİK YÖNTEMLER

3.1. Özdirenç Yöntemi Yeryüzüne herhangi iki noktadan verilen elektrik akımıyla, yeryüzü üzerinde oluşan potansiyel alan farkı ölçülür. Ortamların elektriksel özdirenç farklılığından yararlanılarak yapılar modellenir. Bir ortamdaki özdirenç değeri; a = k . ( V / I ) a : Ortamın görünür özdirenci, k : Dizilim katsayısı, V: Ortamda ölçülen potansiyel farkı, I : Ortamdan geçen akım miktarı.

Kayaçların özdirençleri jeotermal aktivite ile ilgili şu parametrelerle kontrol edilir: • Gözenek yapısı, • Kayacın alterasyonu (Yerkabuğunu oluşturan kayaçların içerdiği minerallerin bozulma ve çürüme gibi fiziksel ve kimyasal etkilerle kompozisyonlarının değişmesi, • Gözeneklerdeki akışkanın tuzluluğu, • Sıcaklık, • Su içeriği( saturasyon veya buhar) ve • Basınç. 3

Kayaçların özdirenci - alterasyon ve sıcaklıkla ilişkisi (Árnason et al., 2000)

Jeotermal bir alanda ısı, gözeneklilik, tuz ve iyonik mineral oranındaki artış, doygun kayacın özdirencini azaltır. Hidrotermal etkilerle oluşmuş kil mineralleri de özdirence azaltıcı etki yapar. Bu olaylar, akışkan içeren jeotermal sistemlerde sıkça gözlenir. Buhar içeren jeotermal sistemlerde ise, su içerenlere kıyasla daha yüksek özdirenç değerleri gözlenmiştir.

Coso Jeotermal Alanı Örneği Bu profil Coso sıcak su kaynaklarının 1000 m güneyinde ve Riyolit Tepesi ile Şeytanın Mutfağı civarından geçmektedir. Bu profilin jeolojik kesiti Hulen (1978) tarafından elde edilmiştir. 100 ile 3540 Ω m gibi aşırı yüksek elektrik özdirenç değerleri Sugarloaf dağının kuzeyinde yer alan Riyolit Tepesinde görülmüştür. Buna karşın tek düze 5-10 Ω m gibi düşük elektrik özdirenç değerleri doğu kesimde granitik kayaçların üzerindeki alüvyonlarda görülmüştür. Bu düşük özdirenç değerlerinin olduğu yer sıcak su kaynaklarının çıktığı alandır ve bir jeotermal sahayı gösterebilir.

Aliağa Jeotermal Alanı Örneği Aliağa jeotermal alanı kabuk yapısına yönelik 2-B ters çözüm sonucu elde edilen özdirenç dağılımı ve jeolojik yorum Aliağa jeotermal alanı yakın yüzey 2-B ters çözüm sonucu elde edilen özdirenç dağılımı ve jeolojik yorum

HATCHOBARU (Japonya) Jeotermal Alanı Örneği ( Özdirenç, MT Yöntemleri ) 2 Boyutlu ters çözüm sonucu gözlem ve üretim kuyularından alınan loglarla karşılaştırılarak hazırlanan jeoelektrik model Bölgede uygulanan DES ve MT profilleri

d-profili için DES verilerin 2B ters çözümü ile elde edilen kesit d-profili için MT verilerin 2B ters çözümü ile elde edilen kesit

MT verilerin 2D ters çözümü ile elde edilmiş kesitler Elektriksel taban üzerinde düşük özdirençli zonun 3D dağılımı (üst: 10 Ωm; alt: 3 Ωm)

Kütahya-Simav Jeotermal Sahası Örneği (Keskinsezer vd.,2009) Çalışma amacı; graben derinliklerindeki yapıyı ortaya çıkarmak, örtü kalınlığını saptamak, jeotermal sistemin ve rezervuar kayanın yerini ve yayılımını belirlemektir. 55 km2 lik alanda Schlumberger elektrot dizilimiyle yapılan ve grabene ilişkin olarak eş özdirenç haritaları elde edilmiştir. 15 ohm-m-10 ohm-m ve daha düşük konturlarla sınırlanan alanların bulunması dikkat çekicidir.

AB/2=200 m haritasında 10 ohm-m ve daha düşük değerli konturlar Eynal-Çitgöl ve Naşa jeotermal alanlarını kapsayacak şekilde geniş bir yayılım göstermekte, AB/2-300 m eş rezistivite haritasında 3 ohm-m konturu Eynal jeotermal iki ayrı kapanım yapmaktadır. AB/2-500 m haritasında 3 ohm-m, 5 ohm-m; 7 ohm-m, 10 ohm-m konturları güneye doğru kaymakta, Yeşilova yakınlarına kadar uzanmaktadır. (AB/2=200m., AB/2=300m., AB/2=500m. için eş rezistivite haritaları) (Özen, 1988’den değiştirilerek).

AB/2-750 m ve AB/2-1000 m haritalarında güneye ve batıya doğru genişleme devam etmektedir. (AB/2=750m., ve AB/2=1000m. için eş rezistivite haritaları) (Özen, 1988’den değiştirilerek).

Taban derinlik haritasına göre Paleozoyik öncesi yaşlı metamorfiklerle (Kalkan Formasyonu) karşılaştırılması gereken taban kayacın derinliği graben güneyinde, Yeşilova dolaylarında artmaktadır. Temel kayanın en yüksek ve en derin seviyeleri arasındaki farkın 1000 m dolayında olduğu belirtilmektedir. Simav–Eynal–Çitgöl–Naşa jeotermal alanları taban derinlik haritası

Bölgede Budağan kireçtaşı, Simav Metamorfitlerine ait mermerler, Taşbaşı Formasyonu’nun kaba kırıntılı seviyeleri, Naşa Bazaltı, Toklargölü-Eynal Formasyonu’nun çakıllı kumlu düzeyleri ile fay zonlarında geçirimlilik kazanmış birimlerin, jeotermal sistemin rezervuar kayalarını oluşturmakta olup rezervuar nitelikli birimlerin, faylarla dokanak halindedir. Metamorfitlerin şistli seviyeleri, Kızılbük Formasyonu’nun killi seviyeleri, Civanadağ tüfleri ile Toklargölü-Eynal Formasyonu’nun göl fasiyesli killi birimlerinin, jeotermal sistemin örtü kayalarını oluşturduğu görülmüştür. Simav-Eynal-Çitgöl-Naşa jeotermal alanında sistem doğudan batıya doğru soğumakta olup, soğuyan kısımdan jeotermal potansiyel beklenmemelidir. Yeni potansiyel alanlar olarak Yeşilova-Çitköy-Çitgöl kaplıcaları arasında kalan kısım jeotermal açısından olumlu görülmektedir.

Çalışmanın Sonucu ve Öneriler: Jeotermal sahanın sınırlarının belirlenebilmesi için rezistivite ölçümleri ve değerlendirilmesi olumlu sonuçlar vermiştir ancak sahanın batısında ve güneyinde araştırma sondajları yapılmalıdır. Jeotermal sahaların potansiyelinin net olarak ortaya konulabilmesi ancak üretim sondajları açıldıktan sonra gerekli testlerin yapılmasıyla sonuçlanır. Bütün bu çalışmalar, görünür özdirenç haritalarının sıcak su aramalarının daha sağlıklı, hızlı ve çok ucuza, başarılı bir biçimde yapılabileceğini ve gereksiz yatırımlardan kaçınılabileceğini ortaya koymuştur. Jeotermal sahaların tespitine yönelik kullanılan jeofizik yöntemlerden diğer elektrik yöntemler yani IP ve SP ölçmeleri bölgede yaygınlaştırılmalıdır. Ayrıca çalışmalar geniş alanları kapsayacak ise mutlaka manyetik ölçülerden de faydalanılmalıdır.

Menderes Grabenindeki Özdirenç Yöntemi Çalışmaları Örneği (A Menderes Grabenindeki Özdirenç Yöntemi Çalışmaları Örneği (A. İÇERLER vd.,2009) Menderes Grabeni alanı içinde doğu-batı yönlü uzanan fay sistemindeki jeotermal aktivitenin yerini, derinliğini ve haznekaya – temelkaya topografyasını belirlemek amacıyla bu çalışma yapılmıştır.

Önce, grabenin kuzey kanadı çalışılmış ve sıcak akışkandan olabileceği düşünülen DES (Düşey Elektrik Sondaj) eğrileri elde edilmiştir. Sahada 1250-1600m. derinliklerde yapılan mekanik sondajlardan 140-160 °C arasında değişen sıcak su rezervuarlarına rastlanılmıştır. Grabenin kuzey kanadında sıcak su kaynakları ve hidrotermal alterasyon verileri bulunmasına karşın, ortalama 8 km. güney kanadında ise, saha tamamen alüvyonla kaplı ve örtülüdür. Bu nedenle Jeotermal aktivite ile ilgili yüzey verileri elde edilememiştir. Bu zonda, daha sonra elektrik özdirenç çalışmaları yapılmış ve kuzey kanadındakine benzer karakterde DES eğrileri elde edilmiştir. Bu eğrilerin, Menderes grabeninin oluşumunda kuzey kanattan güneye doğru devam eden basamak fay sisteminin etkisi olabileceği düşünülmüştür. Grabenin güney kanadındaki sahada henüz mekanik sondaj yapılmadan ruhsat sahası özel bir şirkete ihale yolu ile devredilmiştir. Bu nedenle jeotermal ile ilgili kesin sonuçlar bilinmemektedir.

Eğri, yüzeyde 800 ohm. m lik rezistivite değerinden itibaren 700m Eğri, yüzeyde 800 ohm.m lik rezistivite değerinden itibaren 700m.ye kadar ortalama 30-40 ohm.m rezistivite değerli miyosen-pliosen olan örtü kayayı göstermektedir. Daha sonra, 750-800m. civarında fay zonunu göstermektedir. Bu zon, aynı zamanda temel kaya-hazne kayadır. Fay zonunun oluşturduğu ezik alterasyon nedeniyle ve sıcak akışkanlığın da etkisi ile rezistivite değeri,1150-1200m. cıvarında tekrar düşmekte( ortalama=15-20 ohm.m) ve 1200metreden sonra rezistivite değeri yükselerek(100-150 ohm.m) mermer şist,gnays,kuvarsşist,kloritşist, mikaşist kayaçlarını içeren paleozoik yaşlı formasyon ile deneştirdiğimiz elektriki temeli göstermektedir. Eğriden elde edilen verilerin, jeolojik bilgilerle beraber oluşturulan yorumlar sonucunda önerilen S1 ve S2 mekanik sondajları yapılmıştır. Sondajlarla ilgili bilgiler aşağıda belirtilmiştir.

S1 sondajında; Temel kaya-hazne kaya =750-800m.(rezistivite eğrisine göre esas temel değildir). Taban sıcaklık =145 °C Debi =20 litre/saniye Sondaj, esas temel derinliği olan1250m. ye kadar devam etmiştir. S2 sondajında; Temel kaya =950-1000m. Taban sıcaklık =150 °C Debi =25 litre/saniye Sondaj 1600 m.ye kadar devam etmiştir. Bu duruma göre; rezistivite eğrisinden yapılan yorumla, sondaj verilerinin uyum içerisinde olduğu görülmektedir.

Grabenin güney kanadında U1,U2,U3,U4 profillerinde özdirenç yöntemi uygulanmıştır. Elde dilen eşözdirenç ve yapı kesitleri (İçerler, 2008):

Altınşehir Jeotermal Alanı Örneği

3.2. Doğal Gerilim (SP) Yöntemi Doğal gerilim belirtileri; - Yerkabuğundaki sıvı akışı, - Basınç ve iyon hareketlerinden türer. Doğal gerilim belirtilerinin oluşumundaki başlıca etmenler ; - Özdirenç zıtlığı, ısı, gözeneklilik, tuzluluk Yöntem herhangi bir yapay kaynak kullanmadan yeriçindeki elektrik akımının yarattığı doğal potansiyel alandaki değişimleri yeryüzünde ölçülmesi esasına dayanır.

Jeotermal alanlarda elde edilen doğal gerilim belirtileri; termo-elektrik veya elektrokinetik potansiyeller yoluyla oluşur. Termoelektrik belirtiler sığ ve yüksek sıcaklıklı alanlarda çok büyük genlikli ve kısa dalgaboylu belirtiler verirler. Elektrokinetik belirtilerde gözenek sıvısının özdirencindeki artış belirtinin genliğin etkiler.

Uşak-Banaz (Hamamboğazı) Jeotermal Alanı Örneği Banaz-Afyon karayolu üzerinde Hamamboğazı sıcak su kaynaklarının bulunduğu yerde travertenlerin eteğinden geçen kuzeydoğu-güneybatı yönlü ana bir fay ile bu fayı kesen ikincil faylar ve yakındaki faylar ve çöküntülerin gözlendiği bölgede SP,Elektrik özdirenç ve IP yöntemleri uygulanmıştır.

AB/2= 100 m. için görünür özdirenç haritası, (b) AB/2= 200 m. için görünür özdirenç haritası (Türker vd., 1991)

Uşak-Banaz Hamamboğazına ait (a) SP, (b) faz farkı, (c) IP, (d) yanal görünür özdirenç ve (e) jeoelektrik ölçülerinden elde edilen jeolojik kesit (Türker vd., 1991)

İzmir - Seferihisar Jeotermal Alanı Örneği Ölçülen ve hesaplanan manyetik anomaliler ve 2 boyutlu modeli; (b) 20.3 kHz için ölçülen VLF faz değerleri; (c) ölçülen ve süzülen( Fraser filtresiyle) EM-VLF tilt anomalileri; (d) SP gradyent ve toplam alan SP değerleri

(Sındırgı ve Timur, 2010)

Yunanistan – Polychnitos Jeotermal Alanı Örneği SP profilleri şeması Gözlenen SP anomalisi Hesaplanan SP anomalisi (Negatif değerler noktalı çizgiyle belirtilmiştir. Saptanan jeotermal zonlar :1,2,3 ile Gösterilmiştir.)

1, 2, ve 3 olarak saptanan jeotermal zonlara ait parametreler Fitterman’ın modeline göre hesaplanmış ve aşağıdaki tabloda verilmiştir.

3.3. IP Yöntemi Yapay uçlaşma yöntemi, yer altına gönderilen akımın aniden kesilmesinden sonra ölçülen gerilim farkının aynı anda sıfıra düşmemesi ve belli bir süre azalarak devam etmesine neden olan yerin IP etkisini inceler. Özellikle mineralizasyon içeren jeotermal çatlak ve kırık sistemleri IP yöntemi ile saptanabilir. Yöntem özellikle pirit mineralizasyonu içeren ortamlarda çok etkilidir. Elde edilen IP belirtileri çatak ve kırık sistemlerinin yoğunluğu ile doğru orantılıdır. (www.istanbul.edu.tr/eng/jfm/ozcep/zemin/muhendis001_nygseminer.pdf)

USA-YELLOWSTONE ULUSAL PARKI JEOTERMAL ALANI ÖRNEĞİ, Zohdy ve diğ