Jeotermal sistemleri tanınma kriterlerini belirleyen özelliklerden birisi bölgenin jeolojisidir. Bunun için jeotermal sistemlerin jeolojisinin ortaya konmasında ve projelerin degerlendirilmesinde asagıdaki hususlara dikkat edilmelidir;

1. Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/
1
1. JEOTERMAL S STEMLER N TANINMA KR TERLER
Jeotermal sistemleri tanınma kriterlerini belirleyen özelliklerden birisi bölgenin
jeolojisidir. Bunun için jeotermal sistemlerin jeolojisinin ortaya konmasında ve
projelerin değerlendirilmesinde aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir;
1. Büyük ve küçük ölçekli topoğrafik ve jeolojik haritalar kullanılmalı.
2. Stratigrafi, yapısal jeoloji ve volkanizma dikkate alınarak arazinin bir sentezi
yapılmalı.
3. Bölgeyle ilgili yayınlanmış ve yayınlanmamış jeoloji çalışmaları,
jeokimyasal ve jeofizik özellikler de dikkate alınarak gözden geçirilmelidir.
4. Araştırma alanına ait hava ve uydu fotoğrafları temin edilerek uzaktan
algılama çalışmaları yapılmalıdır.
5. Mevcut sıcak su kaynakları, fümerollar ve alterasyon özellikleri hakkında
sağlıklı ve ayrıntılı bilgiler elde edilerek bir değerlendirmeye gidilmelidir.
6. Bölgede daha önceleri yapılmış sondajlar varsa bunlar hakkında bilgiler
toplanmalı ve bu bilgiler jeotermal açıdan değerlendirilmelidir.
Jeotermal sistemlerin jeolojisi denilince, jeotermal sistem kayaç ilişkisi, hazne
kayaç, geçirimlilik, örtü kayası ve tektonik özellikler hatıra gelir (şekil-1). Sistemi iyi
tanıyabilmek için, ısıtıcı kaynağın jenezi, su kimyası, akışkanların kabuk içinde taşınma
mekanizması, akışkanların taşınması sonrasında kayaçlarda görülen alterasyon ve buna
benzer pek çok özellikler de dikkate alınmalıdır. Jeotermal sistemler magmatik kayacın
cinsine ve tektonik özelliklere bağlı olarak da kendi aralarında farklı şekillerde
bölünlene bilmektedir. Genel olarak jeotermal sistemler; sıcak magmatik,
kondaksiyonlu ve hidrotermal sistemler olmak üzere üç gruba ayrılır. Bunlardan ilk ikisi
bol miktarda enerji veren jeotermal sistemlerdir.
Yer içinin tam olarak açıklanabilmesi için bilinmesi gereken hususlardan birisi
de ısısal durumudur. Genellikle 7 ayrı katmandan oluşan yeryuvarında yüzeyden
merkeze doğru bir yolculuk yapıldığında, ortalama olarak sıcaklığın her 33 metrede 1°C
arttığı görülür. Bu özelliğe jeotermal gradyant adı verilir. Dolayısıyla yerkabuğunun

2. 2
Şekil-1. Basitleştirilmiş bir jeotermal rezervuara ait model (Edwards ve diğ. 1982).
bazı bölümlerinde yüksek ısı akısı dikkati çeker. Buralarda jeotermal gradyant oldukça
yüksektir. Isı akısı açısından buralar jeotermal anomali bölgelerini oluşturur.
Yerkabuğundan yeryüzüne doğru akan ısı enerjisine yerin ısı akısı denilmektedir. Isı
akısı jeotermal gradyanta ve ısının iletildiği kayaç kütlesinin petrografik özelliklerine
bağlı olarak değişim sunmaktadır. Dünya üzerinde Alp-Himalaya kuşağı, And volkanik
kuşağı, Doğu Afrika Rift sistemi, Karayip adaları, Orta Amerika volkanik kuşağı,
Kanada, Japonya, Yeni Zelanda, Filipinler ve Anadolu’nun bazı bölümleri yüksek ısı
akısı nedeniyle verimli jeotermal alanlar oluşturmaktadır. Yeryuvarında derinliğe bağlı
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

3. 3
olarak 1°C sıcaklık artmasına yukarıda da açıklandığı üzere jeotermal gradyant adı
verilir. Bölgesel düzeyde bir değerlendirme yapıldığında, ısı akısı anomalleri Afrika ve
Avrasya arasındaki, Akdeniz çarpışma kuşağı ile uyumlu bulunmaktadır. Batı
Akdeniz’de, özellikle ülkemizdeki jeotermal alanlarda, yüksek ısı akısı dikkati
çekmektedir. Türkiye’de Batı Anadolu graben bölgeleri, Menderes Masifi, Kırşehir
Masifi, Bitlis Masifi ve önemli bölgesel nitelikli aktif fay kuşaklarında ısı akısı değerleri
yüksek olup, bu bölgeler ülkemizdeki jeotermal alanlarla da çakışmaktadır (şekil-2).
Şekil-2. Türkiye’nin Jeotermal ısı anomali haritası (Yemen, 1999).
Genç volkanik faaliyetlerin görüldüğü ve graben sistemlerinin bulunduğu alanlar
jeotermal enerji açısından ümitli sahalardır. Ülkemizdeki 3 000’i aşkın sıcak su
kaynaklarının, bu yörelerde yoğunlaşması bu özelliğin bir sonucudur (şekil-3). Nitekim
Amerika’da Yellowstone Plato’su, Japonya, talya, Yeni Zelanda ve Türkiye’de
jeotermal enerjinin yaygın olduğu bölgeler, genç magmatik alanlar ve sismik aktivitenin
diri olduğu yörelerdir. Plaka tektoniği açısından bakıldığında da jeotermal kuşaklar
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

4. 4
yaklaşan plaka sınırlarına işaret etmektedir. Alpler, Kayalık Dağları ve Himalayalar
çevresindeki jeotermal sistemler bunların örnekleri arasındadır. Bu tür jeotermal
Şekil-3. Türkiye’de farklı sıcaklıklardaki jeotermal suların dağılışı (Sarp, 1995)
sistemlerde, yer kabuğunda 2000 metreye ulaşan sondajlar yapıldığında yaklaşık olarak
350°C ulaşan sıcaklıkta bir akışkanla karşılaşılmaktadır. Bu akışkanların kökenini
meteorik sular oluşturmaktadır. Bu sular yerkabuğu içinde 5 km’lik bir bölümde, yerin
yarık ve çatlaklarından, hazne kayaya kolayca nüfuz edebilmektedir. Tabanda yer alan
bir magmatik etkinlikle, tıpkı ocak üzerine konmuş bir çaydanlık gibi, söz konusu sular
sürekli olarak ısınmaya devam etmektedir. Yerin derinliklerinde mevcut olan bu ısı
kaynağı, henüz soğumamış bir magma kütlesi veya genç bir volkanizmadır. Isınma
işlemi yüz milyon veya milyarlarca yıl gibi uzun bir zaman periyodu boyunca sürdüğü
için jeotermal enerji, yenilenebilen, tükenmeyen bir enerji kaynağıdır. Yer altına,
yukarıda açıklandığı şekilde sızan meteorik sular, burada gözenekli hazne kayaç adı
verilen bir bölümde toplanır. Isınan bu sular konveksiyon yoluyla yerin kırık veya
süreksizlik sistemlerinden yukarıya yükselerek jeotermal alanları şekillendirir. Bazan da
bu enerji yer yüzüne doğal olarak sıcak su ve buhar kaynakları şeklinde kendiliğinden
yükselir veya sondajlarla çıkarılır.
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

5. 5
Jeotermal enerji, hazne kayaç içinde varlığını sürdürebilmesi için bir örtü
kayaçla korunmalıdır. Genellikle Kuvaterner yaşlı geçirimliliği az olan kayaçlar, örtü
kayaç ödevini görmektedir. Örtü kayasının ödevi, jeotermal akışkanın rezervuar içinde,
soğumasını önlemek ve tuzaklanmasını sağlamaktır. Genellikle killi veya kilce zengin
olan geçirimsiz litojiler, bu işlevi en uygun bir şekilde yerine getirmektedir. Pek çok
jeotermal alan, volkanoklastik kayaçlar açısından zengin olduklarından, bunlar bir
battaniye gibi jeotermal rezervuarı kaplayıp, örterler. Dolayısıyla tüfce zengin olan bu
kayaçlar da örtü kayası olarak dikkate alınmalıdır. Japonya ve Yeni Zelanda gibi
ülkelerdeki jeotermal alanlardaki volkanoklastikler çoğunlukla örtü kayaç ödevini
görmektedir.
Jeokimyasal izotoplar, su kimyası ve diğer jeokimyasal karakteristikler jeotermal
suyun kökeni, akışkanın rezervuar sıcaklığı ve jeotermal suyun nasıl değerlendirileceği
konusunda bize önemli bilgiler verir.
Jeofizik açıdan değerlendirildiğinde, ülkemizdeki jeotermal alanların çoğunda
düşük resistivitedeki anomalilerle karşılaşılmıştır. Düşük resistivite demek, ilgili
litolojinin gözenekleri, akışkanla dolu, sıcaklığı ve iletkenliği yüksek, dolayısıyla
özdirencinin de düşük olduğunu yansıtmaktadır. Resistivitenin ortaya konmasında
elektrik ve elektromagnetik metotlar kullanılmaktadır. Gravite çalışmaları da yeraltının
yapısal jeolojisi hakkında bize bilgi verir. Bu tür jeofizik çalışmaları sonucu ülkemizde,
yeni jeotermal alanlar ortaya konabilecektir. Dolayısıyla diğer jeofizik yöntemleri de
devreye sokularak, jeotermal enerji prospeksiyonlarına ağırlık verilmelidir.
Yerküresi ile ilgili pek çok problemler günümüzde uzaktan algılama yöntemiyle
çözülmektedir. Elektromagnetik ışınlar yoluyla elde edilen verilen jeolojide pek çok
alanda kullanıldığı gibi, jeotermal enerji kaynaklarının ortaya çıkarılmasında da
kullanılmaktadır. Bu çalışmalarda baz olarak jeotermal alterasyon sahaları ortaya
çıkarılmaktadır. Daha sonra buraların ayrıntılı jeolojik araştırması yapılarak jeotermal
enerji açısından irdelenmeye tabi tutulmaktadır.
Türkiye, konumu itibariyle, Alp Dağ silsilesi üzerinde bulunmakta, genç
volkanik kayaçlar, geniş bir alanda yüzeyleme vermekte, ısı akısı oldukça yüksek ve
tektonik aktivitenin halen günümüzde de devam ettiği bir ülkedir. Ayrıca 3 000’i aşkın
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

6. 6
sıcak su kaynakları da canlı fay sistemleri boyunca veya volkanik kayaçların yüzeyleme
alanlarına bağlı olarak yer altı su tablasının topografya ile kesiştiği yörelerde kendisini
göstermektedir. Jeolojik konumu itibariyle ülkemizin, Avrasya ve Afrika-Arap plaka
sınırında bulunması (şekil-4), buraların plaka tektoniği açısından yüksek ısı akısına
sahip olması, halen sözü edilen bu yörede, sismik aktivitenin genç kabuk hareketleriyle
devam etmesi, jeotermal enerji açısından Türkiye’yi ümitli bölgeler içerisine
koymaktadır.
Şekil-4. Türkiye’nin tektonik konumu ve jeotermal alanlar (Kurtman, F., Şamilgil,
E., 1975)
2. OLUŞUMLARINA GÖRE JEOTERMAL S STEMLER
Dünyada jeotermal enerji aramaları ile ilgili yapılan çalışmalarda iki model
oluşmuştur;
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

7. 7
1. Düz arazide oluşan jeotermal sistemler (şekil-5);
Şekil-5. Düz topografik arazide oluşan sistem.
Özellikle silisli volkanizmanın hakim olduğu arazide oluşan tipik jeotermal
sistem şeması
Meteorik su yerkabuğuna sızarken bir mağmatik intrüziyonla karşılaşırsa ısınır
ve geçtiği kayadaki maddeleri çözer.
Kaynama derecesi üstünde bir ısıya erişen akışkan beraberinde iki faz (buhar +
su – gaz) sistemi oluşturur, üst seviyelere yükselerek çeşitli tiplerdeki suları oluşturur
(Hedenqist, 1985, Henley ve Ellis, 1983 ve Giggenbach, 1981).
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

8. 8
(A=Bikarbonatlı kaynaklar, B=Asitsülfatlı kaynaklar, Çamurlu sıcaksu
kaynakları, C=nötre yakın PH lı kaynama durumundaki kaynak; D=seyrelmiş kloritli
kaynaklar; E=Nehir; F=iki faz zonu; F= plajioklasların kile dönüştüğü zon; G=reaktif
mağmatik bileşiklerin primer nötralizasyonu: H=ısı kaynağı ve gaz çıkışı: 1=meteorik
beslenme; J=iki fazlı akışkan: K=CO2 ce zengin gazlarla ısıtılmış su: L=buharlarla
ısıtılmış asit sülfatlı sular; M=ısı kaynağı; N=buhar çıkışı; O=sirkülasyon; P=temel
kayaçları; R=Örtü kayaçları; S=buhar çıkaran zeminler).
Şekil-6. Engebeli Arazide oluşan jeotermal sistem Modeli.
Volkanik yapıların yüksek tepeleri oluşturduğu sahalarda rastlanan tipik
jeotermal sistem modeli. Nispeten dere yatağı gibi çukur yerlerde derin kökenli suların
boşalım yapmasına karşılık sistemin yüksek kısımlarında fumerollere rastlanır (Henley
ve Ellis, 1983). (A=Meteorik su; B=solfator, fumerol; C=su tablası; D=nötre yakın PH
lı kloriti sıcaksu kaynakları; E=HCO3/SO4 artışı; F=nötr kloridli su).
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

9. 9
Sistem Pasifik kuşağında oluşan jeotermal alanların ısı kaynağı ve konveksiyon
olayını modellemektedir. Şekil Yeni Zelanda Taupo Volkanik Zonunda (TVZ) yer alan
Wairakei Jeotermal alanının kavramsal modelini özetlemektedir. Genelde düz, silisli
volkanizmanın hakim olduğu arazide yer alan bir jeotermal sistemi özetlemektedir.
Sistemi besleyen yer altı suyu meteorik kökenli olup gazlar, alkali kloritli su ve bazı
eriyikler derinde uzanan mağmatik kütlece sağlanmaktadır. Sonuçta sistemde oluşan
konveksiyon akımı nötre yakın alkali kloritli jeotermal akışkan şeklinde kaynak veya
bölgede açılan sondajlardan boşalmaktadır. Pasifik kuşağında görülen bu tip derin
kökenli sulara karşın Türkiye’de boşalım yapan derin kökenli sular alkali bikarbonatlı
sülfatlı sulardır.
Sistemde belli kota kadar yükselen bu tip sular iki faza ayrılırlar. Daha yüksek
kotlara sadece gazların çıkması ile fumeroller oluşur. Eğer gazlar yüksek kotlara
çıkmadan yer altı suyu ile reaksiyona girerse H2S ile karşılaşan yer altı suyu buharla
ısıtılmış suyu veya mud pool dediğimiz çamur havuzlarını oluşturur. Belli yerlerde ise
bu suların derin kökenli jeotermal sularla karışarak hibrit suları oluştururlar.
Bu tip sular özellikle Pasifik Kuşağının silisli volkanik arazisinin karakteristik
jeotermal akışkanıdır. Yine derin kökenli alkali klorit veya alkali bikarbonat sülfatlı
derin kökenli sular faylar boyunca yükselirken soğuk yer altı suyu ile karşılaşırsa nötre
yakın seyrelmiş jeotermal suları oluştururlar (Ellis-Henley, 1983). Türkiye’de bu tip
sulara Seferihisar ve Kızıldere sahalarında rastlanılır.
2. Engebeli Arazide Oluşan Jeotermal Sistemler (şekil-6);
şekilde tipik andezitik karakter bir ada yayı volkanizmasının kavramsal modeli
görülüyor (Ellis-Henley, 1983). Şeklin altındaki volkanizma ve bununla ilgili olarak
gelişen volkanik koni ve hidrotermal konveksiyon sistemi görülüyor. Sistemde ısınan
derin kökenli alkali kloritli su yükselerek uzun bir mesafe katederek, kaynaklandığı
yerden çok uzaklarda boşalım yapar.
Volkan konisinin üst kotlarında jeotermal su seviyesinin ulaşamadığı üst
kısımlarda fumeroller ve alt kotlarda ise steaming ground ve steam heated sular çıkar.
Bu tip sistemlerde yüzeye yakın yerlerde volkanik gazların toplanması ile oluşan
oksidasyon olayları sonucu kaldera ring fayları boyunca asit sülfatlı sular, steaming
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

10. 10
ground ve hot ground lar oluşur. Bu tip sulara başlıca Kamojang (Endonezya) ve
Nemrut (Tatvan) da rastlanılır.
Nemrut, Tendürek, Aqua del Pa (Azor adaları) gibi sistemlerde jeotermal
sistemlerin oluşumu ve yükselimi kalera yapıları ile yakından ilişkilidir. Kaldera
altlarında yaygın birisi kaynağı bulunur, kaldera ring fayı ise altta ısınan jeotermal
akışkanın yükselerek yüzeylenmesine olanak sağlayan kanalı oluşturur.
3. JEOTERMAL S STEMLER N PLAKA L ŞK LER
Bir jeotermal sahada yüzeylenen belirteçler yeraltında uzanan aktivite ile
ilişkilidir, bu yer altı aktivitesini yeryüzüne taşıyan kanallar fay, kırık gibi yapılardır. Bu
yapıların oluşumu ise çeşitli kuşaklardaki plaka hareketleri ile ilişkilidir, bunlar ise;
1. Aktif kuşaklardaki jeotermal sistemler:
kuşak içinde volkano-tektonik aktivitenin yaygın olduğu yerlerde görülürler.
A. Yoğunlukları eşit iki litosfer plakasının çarpışması sonucu oluşan
tektonizma ve volkanizma evrelerine bağlı olarak gelişen jeotermal sistemler.
Bu tip sahalarda koşul uygun faylanma ortamları, çeşitli volkanizma evreleri, ısı
kaynağının karakteri ve ısınan akışkanın yukarı iletilebilmesidir. Bu tip jeotermal
sahalara en güzel örnek içinde Türkiye’nin de yer aldığı Himalaya-Alpin kuşağıdır.
Türkiye'’e bu sisteme örnek saha Kuzey Anadolu Fay zonu içinde yer alan Bingöl Kös
kaplıcası, Kızıldere sahası ve Tuzla sahalarıdır. Sistemin geneli plaka çarpışması sonucu
meydana gelen graben, açılma, doğrultu atımlı faylar içinde yer alan pull-apart basenler
boyunca özellikle bu fayları kesim noktalarında meydana gelen açılmalar boyunca
oluşan sahalarca temsil edilirler.
Üstte bahsedilen açılmaların derinlere doğru devamı ile oluşan tektonik yapılar
lokal yer altı suyu veya deniz suyunun çok daha derinlere inerek buradaki ısı kaynağı
civarında sirkülasyonuna dolayısı ile ısınmasına olanak sağlamaktadır. Genelde bu tip
sahalarda derinlere inen meteorik sular jeotermal akışkanın beslenme suyunu
oluşturmaktadır. Yörede Armutlu (Yalova) ve Bursa’da bu tip sulara örnektir. Aynı
kuşak uzantısı üzerinde yer alan Tuzla gibi yüksek sıcaklıklı hipersalin sahalarda ise ısı
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

11. 11
kaynağı olarak büyük olasılıkla kabuksal kökenli mağmanın sığ kotlara uzanmış cepleri
olarak düşünülmektedir (Ölmez ve diğ., 1996).
B. Yoğunlukları Farklı iki litosfer plakasının çarpışması sonucu oluşan
dalma-batma zonu volkanizması ile ilişkili olarak gelişen jeotermal sistemler:
Yüksek sıcaklıklı, genelde aktif volkanik kuşakta ada yayı volkanizması
yörelerinde oluşan sistemlerdir. Başlıca plakalar arasındaki yaygın ergime
anomalilerinin bulunduğu dalma-batma zonlarının üstünde ve dalma sırasında oluşan
volkanizma pencereleri gibi zonlar civarlarında meydana gelirler. Bu tip sistemlerdeki
ısı transferi mağma hareketi ve bunun yöresindeki konveksiyon akımı jeotermal
sistemin oluşumu için gereklidir. Mantodan alt kabuğa doğru tekrarlanan bazalt
enjeksiyonu uzun ömürlü jeotermal sistemlerin ısı kaynağının yenilenmesini ve
devamını sağlar, buradaki kısmi ergimeler ve kabuksal assimilasyon olayları, geçiş
zonlarındaki reaksiyonlar silisli veya andezitik mağmaları oluştururlar. Bu tip mağma
ortamları yüksek sıcaklıklı jeotermal sahaların oluşumu için uygun ortamlardır.
Tüm Pasifik kuşağında yer alan yüksek sıcaklıklı jeotermal sistemlerin oluşumu
bu şekildedir. Yeni Zelanda Wairakei sahası, Yunanistan’daki Santorini ve Milos
sahaları buna örnektir.
C. Okyanus Ortası Sırtları Üzerinde Yer Alan Jeotermal Sistemler;
Okyanus ortası sırtlarında yer alan çok ince kabuğun açılması ile bu kabuk
içinden yükselen mağmanın sığ kotlara ulaşması ile oluşan ısı kütlesi civarında dolaşım
yapan meteorik sular (deniz suyu veya tatlı su) jeotermal akışkanın beslenmesini
oluşturur. Portekiz’e bağlı Azor adalarındaki Ribiera Grande sahası bu tip sisteme
örnektir.
2. Riftlerle lişkili Olarak Gelişen Jeotermal Sistemler:
A. Karasal Riftler;
Kıta hareketleri neticesinde alttan gelen yüksek gerilime maruz kalan kabuk
parçalanmakta ve mantoya kadar açılmaktadır. Kabuk içinde yükselen mağma sığ
kotlara kadar çıkarak jeotermal sistem için ısı kaynağını oluşturmaktadır.
Dünya’da karasal riftlere en iyi örnek Afrika kıtasıdır. Riftin kuzey ucu
Etiopya’daki Corbetti ve Auto Langano sahasından başlar, güneye doğru triple junction
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/

12. 12
dediğimiz üçlü kesim noktasından batıya doğru uzanan kol Kenya’da Olkaria sahasını
oluşturur. Bu üçlü kesişmenin doğuya uzanan diğer ucu ise eski adı ile Afar ve Isla adlı
Fransız sömürgesi iken yeni adı Cibuti Cumhuriyeti topraklarına uzanır. Burada Tfai
bölgesi, dünyada evaporasyon oranı en yüksek bölgedir. Burada Kubbet-ül-Harap’da
yüksek debili sıcaksu boşalımları ve rezervuar sıcaklıkları 260-359°C arası değişen
jeotermal saha bulunur.
B. Denizel riftler;
Okyanus içinde açılıp yer yer de karaları kesen riftlerdir. Bu riftleri kesen fay
sistemleri ile ilgili olarak gelişirler. Bu tip sahalar Izlanda’da bulunur.
Izlanda adası altında mantodan yükselen ve bu yükselme sırasında kabuktan
mantoya kadar oluşan açıklığı kullanan mağma çok ince olan alt kabuk içine yerleşerek
mağma odalarını oluşturur. Yörede dolaşım yapan lokal yeraltısuyu nadiren de deniz
suyu jeotermal alanın beslenme suyunu oluşturur. Volkanizma Tersiyer Kuvaterner
yaşlıdır. Yörede açılan sondajlarda kaydedilen en yüksek rezervuar sıcaklığı 380°C dır.
3. Diğer kıtasal riftler üzerindeki sistemler;
ki plakanın çarpışması ile oluşan sistemler olup, düşük sıcaklıdırlar.
Alperen Tolga GÖZÜTOK http://jeolojimuhendisleri.net/