JEOTERMAL ALANLARIN ARAŞTIRILMASI VE SIVI KAPANIMLAR
JEOTERMAL ALANLARIN ARAŞTIRILMASI VE BULUNMASINDA SIVI KAPANIMLARDAN NASIL YARARLANILIR? BU YÖNTEM NEDEN ÜLKEMİZDE KULLANILMIYOR?
Sıvı kapanımların tanımlanması 11. yüzyıla kadar dayanmasına rağmen 19. yüzyıldan itibaren gelişmeye başlamış ve sıvı kapanımların bileşimlerinin belirlenmesi için ilk analitik çalışmalar Breislak (818), Davy (1822), Brewster (1823) ve Nicol (1828) tarafından yapılmıştır. 20. Yüzyılın ilk yarısından itibaren ise sıvı kapanım çalışmaları, birçok yerbilimci tarafından yerbilimlerinin pek çok dalında yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. Aslında sıvı kapanım çalışmaları çok önemli ve detay özellikler içeren bir jeokimyasal araştırma metodudur. Minerallerin içinde hapsolmuş olan paleo sıvıların (fosil sıvılar) jeokimyasal özelliklerinden faydalanarak araştırmalarda hedef sahaları oldukça daraltmaktadır. Yoğun olarak bu metodun kullanıldığı jeolojik araştırma konularından biriside ‘jeotermal sahalar‘ın araştırılması bulunması ve geliştirilmesi konularıdır.
SIVI KAPANIMLAR
Kristal oluşumu sırasında eğer kristalin kafes yapısı içinde, kristal büyüme hataları meydana gelirse, ortamda bulunan sıvı ve/veya eriyikler bu hatalı büyümenin meydana geldiği yerlerde kapanlanarak, sıvı ve eriyik kapanımları meydana getirirler (Roedder, 1984). Sıvı kapanım serileri, aynı zamanda, aynı sıcaklıkta ve aynı basınç altında meydana gelmiş olan sıvı kapanım gruplarıdır (Goldstein, 2003). Bütün olarak oluşmuş olan bu sıvı kapanımların bazıları ilksel magmatik sıvıyı bazıları ise sonradan ortamda dolaşan sıcak suları temsil eder. Yani mineraller hangi ortam koşullarında ise o koşullardaki sıvılar bu mineraller içinde hapsolurlar ve bu sıvılar bize jeolojik zamanlar boyunca oluşmuş sıvıları temsil ederler.
SIVI KAPANIMLARIN KULLANILDIĞI YERLER
Sıvı kapanımlar yerbilimlerinin çeşitli dallarında kullanılabilen çok ucuz ve kolay bir yöntemdir. Sıvı kapanımlar, jeotermal sahaların araştırılmasında, ‘petrol aramacılığı‘nda, maden yataklarının aranması, bulunması ve oluşum koşullarının belirlenmesinde, kökensel yorumlamalarda, sedimantolojide çökelme sırasındaki ve sonrasındaki koşulların ortaya konmasında, meteoritlerin kökensel yorumlamalarında, gemolojide, tektonik rejimin ortaya konmasında, magmatik petroloji ve petrografide, metamorfik petroloji ve petrografide kullanılmaktadır. Dünyada oldukça yaygın olarak kullanılan sıvı kapanım analiz yöntemleri ülkemizde çok az olarak kullanılmaktadır. Ayrıca sıvı kapanım analiz yöntemleri jeotermal alanlarının aranması ve bulunmasında da yani özellikle kullanılması gereken yerbilimlerindeki çeşitli alanlardaki aramacılıklarda kullanılmamakta veya sıvı kapanım yöntemleri ülkemizde yok sayılmaktadır.
JEOTERMAL SAHALARIN ARANMASI BULUNMASI VE JEOTERMAL SAHALARIN GELİŞTİRİLMESİNDE SIVI KAPANIMLARDAN NASIL FAYDALANILIR?
Jeotermal sahalardaki sondaj sırasında alınan örneklerde bulunan sıvı kapanımlar bölgedeki jeotermal sıvıları temsil etmektedirler. Yani kapanlanmış sıvılar, jeotermal rezervuarların tüm özelliklerini, günümüze kadar sabit tutarak veya koruyarak bizlere yansıtabilmektedir.
Sıvı kapanımlarla yapılan çalışmalar sonucunda aşağıdaki verilere kolaylıkla ulaşılabilmektedir;
1.Sıvı kapanım çalışmaları ile belirlenen sıcaklık yüzey dağılım haritası yardımıyla;
a.Sondaj lokalitesi kolaylıkla belirlenmektedir.
b.İstenilen özeliklerdeki (istenilen sıcaklıklarda) kuyulara kolaylıkla ulaşılabilmektedir.
2.Sondajlardan elde edilen fiziko kimyasal özelliklerin yardımıyla ile tüm rezervuarın modellemesi kolaylıkla yapılabilmektedir.
3.Sondaj işlemi sırasında istenilen sıcaklıklara doğru sondajın yönlendirilmesi
4.Jeotermal gradyanın belirlenmesi ile yeni sıcak su kaynaklarının bulunması
Dünyada bazı jeotermal alanların bulunmasında yapılmış sıvı kapanım analiz çalışmalarından bazı örnekler vererek konuyu daha anlaşılabilir hale getirebiliriz. Örneğin, Italya da bulunan güney Tuscany jeotermal sahası, Larderello bölgesinde jeotermal sahalar için yapılan sıvı kapanım aramacılığı çalışmaları sonucunda, jeotermal sahalardan kuyu başında elde edilen bazı sıcaklık ve kimyasal özellikler, bu kuyudan elde edilen kırıntılarda ki sıvı kapanımlardan ölçülen sıcaklık ve kimyasal özellikleri ile (Haas, 1971), benzer özellikler sunmuştur.
|
Kuyu adı |
Derinlik(m) |
Kuyu başında elde edilen Termal veriler |
Sıvı kapanım çalışmlarının yapıldığı mineraller |
Sıvı kapanım Atipleri |
Ortalama homojenleşme sıcaklıkları
(◦C) |
Ortalama tuzluluk (% de NaCl Eş değeri Olarak) |
| Larderolo sahası,
Sasso 22 |
320 | Kuvars | A | 324 | 7.5 | |
| Larderolo sahası,
Sasso 22 |
2636 | 310 | Kuvars | B | 319 | 1.0 |
| Piancastagnio sahası Pc 26 | 2767 | 320 | Kuvars | A | 297 | 3.2 |
| Piancastagnio sahası Pc 26 | 1660 | 270 | Kuvars | D | 281 | 0.5 |
Güney Tuscany Jeotermal Sahasından Elde Edilen Sıvı Kapanım Analiz Sonuçlarının Güncel Verilerle Karşılaştırılması
Bu jeotermal sahada yapılan sondaj örneklerinden ve yüzey örneklerinden alınan örneklerde yapılan sıvı kapanım analiz sonuçları ile çalışma alanının yüzey sıcaklık dağılım haritası hazırlanmıştır (Calore, 1979 ve Calore ve diğ., 1979). Bu harita yardımıyla bu bölgede jeotermal sahanın bulunması ve geliştirilmesi amacıyla;
– sondaj lokalitesi kolaylıkla verilmiş.
– İstenilen özeliklerdeki (istenilen sıcaklıklarda) kuyulara kolaylıkla ulaşılabilmiş.
– Jeotermal gradyanın belirlenmesi ile yeni sıcak su kaynakları bulunmuştur.
Örnek vereceğimiz diğer bir bölgede, Bagnore bölgesidir. Elde edilen sıvı kapanım analiz sonuçlarının güncel verilerle karşılaştırılması yapılmış ve Bagnore bölgesindeki sıvı kapanım çalışmaları sonucunda kapanlanmış sıvıların kapanımların rezervuarın günümüze ait tüm özelliklerini yansıttığı ortaya konulmuştur (Ruggieri ve diğ., 2004)
| Bg 3Bis Kuyusu | Bg 22 Kuyusu
|
|
|
Derinlik(m)
|
3111 |
2300 |
|
Sıvı kapanım tipi
|
D tipi |
D tipi |
|
Sıvı kapanım çalışmasının yapıldığı mineral
|
Kuvars |
Kuvars |
|
Sıvı kapanım Sıcaklıklığı/ Ortalama Homojenleşme sıcaklıkları(°C)
|
287 |
321 |
|
Sıvı kapanımlardan elde edilen CO2 (mol/kg) değerleri
|
0,67-0,99 |
0,39-0,70 |
|
Güncel sıvıların sıcaklıkları
|
295±10 |
320 ±10 |
|
Güncel sıvıların CO2 (mol/kg) değerleri
|
0,47 |
0,30 |
Yeni Zelanda jeotermal sahasında yapılan sıvı kapanım analiz sonuçları ile güncel verilerin karşılaştırılması yapılmış ve bu sahadan alınan sıvı kapanım verilerinin de aktif jeotermal verilerle yani kuyu başı verileri ile uyumlu oldukları ortaya konulmuştur.
|
Yeni Zelanda Jeotermal kuyuları |
Derinlik(m) |
Sıvı kapanım analizlerinin yapıldığı mineraller |
Sıvı kapanımlardan elde edilen sıcaklıklar (°C) |
Tuzluluk (%’de NaCl Eşdeğeri Olrak) |
Kuyu başından elde edilen sıcaklıklar (°C)
|
Kuyu başından elde edilen Tuzluluk değeri (Molar hacim) |
| Broadlands-Ohaaki | 896 | kuvars | 249 | 1,080 | 270 | |
| Ngawha | 706 | kuvars | 219 | 0,19 | 210 | 0,076 |
| Waiotapu | 361 | kalsit | 247 | 0,28 | 225
|
0,08 |
| Wairakei | 215 | kuvars | 227 | 0,23 | 280 | 0,01 |
SONUÇ VE ÖNERİLER
Sıvı kapanım çalışmalarının jeotermal alanlara uygulanması diğer uygulama alanlarına oranla oldukça kolay, çabuk, ekonomik olduğu ve günümüz koşullarına benzer sonuçlar sunduğu için bu yöntemin jeotermal araştırmalarda, aktif olarak kullanılması ile yeni jeotermal sahaların bulunması ve bulunmuş jeotermal sahaların geliştirilmesinde çok önemlidir. Ülkemizde hala kullanılamayan ve/veya eksik kullanılan bu yöntemin kullanılması gerekliliğinin burada bir kez daha altını çizmek isterim.
Gülay SEZERER KURU
Geology Engineer Msc.
Ore geologist-geologist-geochemist-İnclusionist
