ÖZ: Genel olarak volkanik kayaçların yüzeylendiği Değirmendere Havzası`nda litolojik olarak bazalt, altere bazalt, andezit, altere andezit, tüf, dasit, volkanik katkılı marn türü kayaçlar tespit edilmiştir. Havzada tektonik hatlarla ilişkili olarak karbondioksit ve çözünmüş madde miktarı yüksek çok sayıda su kaynağı bulunmaktadır. Bunlar arasında incelenen 4 kaynakta debilerin 46-158 ml/sn, pH`ın 5.32-6.99, özgül elektriksel iletkenlik değerlerinin (ÖEİ) 603-1899 μS/cm, çözünmüş oksijenin (ÇO) 3.20-9.35 mg/l ve toplam çözünmüş madde miktarının (TÇK) 380-1230 mg/l arasında değiştiği belirlenmiştir. Ca-HCO3 su tipinde olan kaynakların kimyasal gelişiminde silikat ayrışması, karbonat ayrışması ve iyon değişimi türü su-kayaç etkileşim süreçlerinin etkili olduğu belirlenmiştir. İyon değişimini açıklamak için hesaplanan negatif Chloro Alkaline Indices (CAI) değerleri ters değiş tokuş olduğunu göstermiştir. δ18O-δ2H ilişkisine göre meteorik kökenli olan kaynak suları Doğu Karadeniz Meteorik Su Doğrusu üzerinde yer almaktadır. İzotop değerlerine göre genç ve sığ dolaşımlı yeraltı suyunu boşaltan kaynakların kimyasal bileşimleri yoğun ayrışmanın gözlendiği volkanik kayaçların üst kısımlarındaki hareket sırasında gelişmiştir. Ba, Sr ve Zn elementleri kayaçlarda olduğu gibi kaynak sularında da yüksek değerlerdedir. Kaynak sularındaki Br (0.036- 0.070 mg/l) ve Cr (0.0625 mg/l) değerleri Doğal Mineralli Sular Hakkındaki Yönetmelik (2004)’te önerilen sınır değerleri aşmaktadır.