Kuuman kivisulan ja sitä ympäröivan kylmän sivukiven vuorovaikutus kilometrien syvyydellä magmakammioissa (assimilaatio) ei ole ainoastaan kriittinen prosessi kivisulan kehityksen kannalta. Se on merkittävä tekijä myös monien taloudellisesti merkittävien ja kerrosintruusioihin liittyvien jalo- ja perusmetalliesiintymien synnyssä. Assimilaation aiheuttamat muutokset kivisulan koostumuksessa voivat saada aikaan esimerkiksi rikki- ja metallipitoisten liuosten ja mineraalien erottumista sulasta. Vaikka tämän prosessin tärkeys on tiedossa, sen etenemisestä ja erilaisten intruusioiden ja malmimuodostumien syntyyn johtavista fysikaalisista ja kemiallisista reunaehdoista ei ole yksityiskohtaista tietoa. Tutkimusta on hankaloittanut fysiikkaa (etenkin termodynamiikkaa eli lämpöoppia) ja kemiaa yhdistävien laskennallisten mallien puute. 

Tässä projektissa aiomme tutkia kivisulan ja sivukiven vuorovaikutusta merkittävissä maanpinnalle paljastuneissa intruusioryhmissä esimerkiksi Etelämantereella, Yhdysvalloissa ja Suomessa. Käytämme hyväksi aivan äskettäin kehitettyjä tietokonemalleja (Magma Chamber Simulator - Magmakammiosimulaattori), joille voi antaa sekä kemiallisia että fysikaalisia reunaehtoja. Mallien sovellettavuutta tarkastellaan kivistä kerätyn kemiallisen aineiston ja sivukivien sulatuskokeiden avulla. Odotamme työmme tarjoavan merkittävää tietoa suurten magmakammioiden kehityksestä ja niihin liittyvien malmiesiintymien synnystä. Odotamme vastauksia mm. seuraaviin kysymyksiin: Kuinka suuri määrä magmaa tarvitaan tietyn sivukiven sulattamiseen? Miten kammioon tulevat uudet magmapulssit ja assimilaatio vaikuttavat kivisulasta kiteytyviin mineraaleihin ja kivisulan koostumukseen? Miten metallit ja muut alkuaineet jakautuvat magman ja sivukiven välillä? Minkälaisia magmoja ja sivukiviä tarvitaan malmiesiintymien muodostumiseen ja miten tätä tietoa voisi hyödyntää malminetsinnässä?

Johtaja:

FT Jussi S. Heinonen, akatemiatutkija