Balçova-Narlıdere jeotermal alanının CSAMT yöntemiyle araştırılması

Abstract

ÖZET Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş basınç altındaki sıcak su, buhar, gaz veya sıcak kuru kayaçların içerisindeki ısı enerjisidir. Kayaçlarda sıcaklıkla değişen fiziksel özelliklerin saptanması elektrik, gravite, manyetik, sismik, radyometrik, kuyu loğları ve kuyu içi jeofiziği yöntemleri ile yapılır. Jeotermal enerjinin saptanması için, bu çalışmada elektrik yöntemlerden biri olan CSAMT (Kontrol Kaynaklı Audio Manyetotellürik) yöntemi kullanılmıştır. CSAMT yönteminde kaynağa paralel yerleştirilen iki elektod aracılığı ile elektrik alan ve oldukça duyarlı bir manyetik bobin (0.5mV/gamma Hz.) aracılığı ile de manyetik alan ve bu iki alanın fazlan ölçülür. Elektrik alanlar ve manyetik alanlar birbirine diktir. Bu ölçülen değerlerden görünür özdirenç ve faz farkı hesaplanır. CSAMT yönteminde arazi yerleşimi verici ve alıcı birimlerinin oluştuğu iki birimden oluşur. Vericiden yere çeşitli frekanslarda akım uygulanır. Vericiden oldukça uzakta bulunan çalışma alanı içindeki bir alıcı aracılığı ile 8 adet polorize olmayan elektrod kullanılarak 7 adet elektrik alan ölçülür. Polorize olamayan elektrodların ortasında bulunan manyetik bobin aracılığı ile manyetik alan ölçülür. Alıcının arazide yerleştirilmesi, verici dipolün boyuna, verilen akıma, ölçü noktasına, yerin özdirencine ve ölçü yapılan frekansa bağlıdır. İyi bir etüt sonucu için verici ve alıcı ünitelerinin araziye uygun olarak yerleştirilmesi gerekir. Manyetik bobinin gürültülerden etkilenmemesi için enerji nakil hatlarından, kara ve demiryolu hatlarından uzak olması gerekir. T.C. YÜKSEKÖĞRETİM kURUUi KMC0MAKIASYON MERKKZt2 CSAMT yönteminin arazi uygulaması Balçova Jeotermal Ltd. Şti. adına M.T.A tarafından gerçekleştirilen Balçova Jeotermal Enerji Aramaları Projesi kapsamında İzmir-Balçova-Narlıdere yerleşim birimleri arasında olup; İzmir-Çeşme otobanından başlayarak kuzeyde İnciraltı ve deniz kıyısına kadar olan bir bölgeyi kapsamaktadır. Çalışma alanındaki 42-44-47-48-49-56-58 ve 60 nolu profiller kullanılarak 1 ve 2 boyutlu CSAMT yöntemi uygulanmıştır. Uygulama sonucunda frekans ve derinliğe bağlı olarak görünür-hesaplanan özdirenç ve görünür-hesaplanan faz kesitlerinin uyumu incelenmiştir. CSAMT yönteminin uygulanmasıyla çalışma alanının yaklaşık 4000 m derinliğe dek yapısal ve jeotermal açıdan araştırılması yapılmıştır. Profiller boyunca 300-500 metre arası derinlik seviyelerinde düşük özdirençli bir zonun varlığı saptanmıştır. Bu zon alüvyon İçinde yayılan jeotermal akışkanın etkisi olarak yorumlanmıştır. 500-3000 m arasında ölçülen yüksek özdirençli birim ise fıliş olarak yorumlanmıştır. Jeotermal akışkan İle iletkenlik arasında doğru orantılı bir ilişki olmasına karşın 1500-3000 metre derinliklerden sonra ölçülen düşük özdirençli seviyeleri mevcut veriler ışığında jeotermal etki olarak nitelemek oldukça zordur. Bu durum, bölgesel istifte fıliş birimlerinin altında olduğu düşünülen ve rezervuar özelliği olan Paleozoik yaşlı metamorfitler içindeki sıcak su etkisi veya KB-GD doğrultulu iletkenlik sınırı boyunca uzanan ve yaklaşık 1500-2000 m derinlikteki gömülü bir fay boyunca oluşan sıcak su etkisi olarak da yorumlanabilir.

ABSTRACT Geothermal energy is the accumulation of heat energy within hot and dry rocks as hot water, steam or gases under pressure within the earth crust in at various depths. The determination of the physical properties changing with temperature in rocks, could be determined through with the electrical, gravity, magnetic, seismic, radiometric, well logging and down hole geophysical methods. CSAMT (Controlled Source Audio Magnetotelluric) method, which is one of the electrical methods, was used in order to obtain the geothermal resources in the study area. The electrical field is measured with two electrods which are put into place parallel to the source, and the magnetic field is measured with very sensible coils (0.5mV/nT Hz) in this method. The phases of both fields are measured. The electrical and magnetic fields are perpendicular each other. The apparent resistivity values and phase differences are calculated from the electrical and magnetic fields data. The data acquisition system consists of two parts which are called as receiver unit and transmitter unit in the CSAMT method. The electrical currents which have various frequencies, are applied to the ground away from the study area by the transmitter unit. The effects of these currents in the study area is measured with a receiver unit having 8 non-polarizing electrodes for 7 electrical fields. The both unit (receiver and transmitter) should be located properly to the study area. The magnetic field is measured with a magnetic coil which is placed between two non-polarizable electrods. The magnetic coil should be kept away from electric power lines, main roads and railways in order to be affected by noise. Source and receivers should be4 placed appropriately in the survey area in order to have a good data. The location of the receiver depends on the length of source dipole, inputted current, the mesasument point, resistivity of ground and the used frequency. The CSAMT method was applied to the Balçova-Narhdere region in order to obtain the limits of the geothermal sources in the region which extends between the İzmir-Çeşme motorway and towards the Bay in the north. 1-D and 2-D data interpretation techniques were applied to the CSAMT profiles No.42-44-47-48-49- 56«58 and 60. As a result of this study, the fitnesses of the cross sections of the apparent-calculated resistivities and the apparent-calculated phases against frequencies and depths were obtained. The study area was investigated down to 4000 m depth with the CSAMT method for the structural and geothermal purposes. The low resistivity zone was obtained between 300 and 500 m depths along the all the profiles. This zone was interpreted as the effected zone by the geothermal field within the alluvium. The zone between 500-3000 m was interpreted as the flysche. The low resistivity values could be very difficult to be assumed as the geothermal effect at the depths of 1500-3000 m depths although there would be no direct correlation with the geothermal fluid and conductivity. This situation could be due to the hot water effect of the assumed reservoir Paleozoic metamorphic basement below the flysche sequence in the area or the hot water effect of the buried fault extending in the NW-SE direction at about 1500-2000 m depth.