Travertines, deposit from the evopartion of water containing carbonate are the formations which are the sediments of hot and cold waters containing (CaCO3). And in this study, hydrogeological, hydrogeochemical, isotope geochemical features of geothermal waters and formation processes in Pamukkale (Denizli) and environs were investigated. The study area is composed of Paleozoic metamorphic rocks of Menderes Massif, Mesozoic limestones, Miocene-Pliocene and Quaternary sediments. Stratigraphically, Paleozoic Menderes Massif metemorphics (İğdecik Formation), Piocene Kızılburnu Formation, Sazak Formation, Kolonkaya Formation and Tosunlar Formation are found in the region. Paleozoic marbles, Mesozoic limestones and Pliocene alluvium and travertine serve as the permeable rocks and play an important role from the view of hydrogeological points in the study area. The Sazak Formation and Igdecik Formation of Menderes Massif in the study area shows the features of reservoir rock of the geothermal waters, whereas the alluvium form the aquifer of cold groundwaters. Schists of the Menderes Massif, Kolonkaya Formation, Kızılburun Formation and Tosunlar Formation are the important impermeable basement and cap rocka in the investigation area.Cation and anion analyses were performed on water samples collected from five different locations in the study area. The main source of water in the study area with temperature approximately 35 °C can be considered as Ca-Mg-HCO3 type exchange waters in general. Thermal waters in Pamukkale and environs waters are of Ca>Na+K>Mg as dominant cations and HCO3>SO4>Cl as dominant anions.According to Cl-SO4-HCO3 triangle diagram, geothermal waters in the study area falls into the area of magmatic vapor and steam-heated waters. High sulphate contents are observed. Geochemical thermometer analyses applied on the thermal waters, and the resulting diagram shows that some thermal waters fall in partial offset class waters while some are classified as raw water class waters. All geochemical thermometer results and reservoir rock temperatures of the geothermal waters are evaluated together, the existing well temperature is observed between 160-250 ° C. δ2H value of the thermal waters ranges from -61.9 to -51.8, while δ18O values vary from -9.23 to -5.84.

Travertenler, (CaCO3) içeren soğuk ve sıcak su kaynakları tarafından çökeltilen karbonatlı oluşumlardır. Bu çalışma kapsamında da Pamukkale (Denizli) ve yakın çevresi jeotermal sularının hidrojeolojik, hidrojeokimyasal ve izotop jeokimyasal özellikleri ile oluşum süreci incelenmiştir.Bölgenin jeolojisi Menderes Masifine ait metmorfik kayaçlar ile Mesozoyik, Miyosen-Pliyosen ve Kuavarterner yaşlı kayaçlardan oluşmaktadır. Stratigrafisi, Paleozoik yaşlı Menderes Masifi Metamorfikleri (İğdecik Formasyonu), Neojen yaşlı Kızılburun Formasyonu, Sazak Formasyonu, Kolonkaya Formasyonu ve Tosunlar Formasyonu bulunur. Çalışma alanı ve yakın çevresinde Paleozoyik yaşlı mermerler, Mesozoyik yaşlı kireçtaşları ve Pliyosen yaşlı alüvyon ve travertenler geçirimli kayaç görevini üstlenirken hidrojeolojik olarak önemli rol oynamaktadır. Çalışma alanında Sazak Formasyonu ve Menderes Masifi Metamorfikleri (İğdecik Formasyonu) jeotermal suların rezervuar özelliğini gösterirken, Alüvyon soğuk suların haznesini oluşturur. Menderes Masifine ait şistler, Kolonkaya, Kızılburun ve Tosunlar Formasyonları geçirimsiz taban kayacı ve örtü kayacı rolü üstlenmnektedir.Çalışma alanında beş farklı sıcak su lokasyonundan su örnekleri alınmıştır ve alınan bu örneklerde katyon ve anyon analizleri yapılmıştır. İnceleme alanında esas kaynak suları yaklaşık 35°C sıcaklığa sahip olup genel olarak Ca-Mg-HCO3 tipi sular olarak adlandırılabilir. Pamukkale ve yakın çevresi jeotermal suları Ca>Na+K>Na baskın katyonlar ve HCO3>SO4>CI baskın anyonlar olarak sınıflandırılabilir.Cl-SO4-HCO3 üçgen diyagramına göre, çalışma alanındaki jeotermal sular magmatik buhar ve buharla ısıtılmış sular alanına girer. Sülfat içeriğinin yüksek olduğu da gözlenmektedir. Çalışma alanındaki sıcak sulara jeokimyasal termometre analizleri uygulanmış ve ortaya çıkan diyagramlarda sıcak suların belli bir kısmının kısmi dengelenmiş sular sınıfına girdiği bir kısmının ise ham sular sınıfına girdikleri saptanmıştır.Tüm jeotermometre sonuçları ve mevcut kuyuların rezervuar sıcaklıkları birlikte değerlendirildiğinde jeotermal suların rezervuar sıcaklıkları 160- 250°C arasında olarak gözlenmektedir. Termal suların δ2H değerleri -61,9 ile -51,8 arasında değişirken, δ18O değerleri ise -9,23 ile -5,84 arasında değişim göstermektedir.