. 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. Esimerkiksi puhtaasti kemiallisia malleja on aikaisemmin tuotettu ottamatta huomioon kivisulasta saatavilla olevaa lämpöenergiaa tai sivukiven lämpenemistä ja osittaista sulamista. Näin saaduilla tuloksilla ei välttämättä ole mitään tekemistä luonnossa tapahtuvien prosessien kanssa.
Tässä projektissa aiomme tutkia kivisulan ja sivukiven vuorovaikutusta merkittävissä maanpinnalle paljastuneissa intruusioryhmissä esimerkiksi Etelämantereella, Yhdysvalloissa ja Suomessa. Käytämme hyväksi aivan äskettäin kehitettyjä tietokonemalleja, joille voi antaa sekä kemiallisia että fysikaalisia reunaehtoja (esim. magman ja sivukiven koostumus ja lämpötila). Mallien sovellettavuutta tarkastellaan kivistä kerätyn kemiallisen aineiston ja sivukivien sulatuskokeiden avulla. Sulatuskokeissa intruusioista ja niiden sivukivistä kerätyt näytteet asetetaan laboratoriossa samanlaisiin olosuhteisiin kuin ne olisivat magmakammiossa tai sen läheisyydessä. Sulatuskokeissa muodostuneita mineraaleja ja sulia (jotka jähmetetään lasiksi altistamalla ne nopeasti kylmälle vedelle) voidaan kokeen jälkeen tutkia erilaisilla analyysilaitteistoilla.
Tässä mittakaavassa geologiaa, kemiaa ja fysiikkaa yhdistävä tutkimus on uutta ja odotamme sen 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?
Tutkimusta rahoittaa Suomen Akatemia.
Lisätietoa blogistamme (pääosin englanniksi): https://blogs.helsinki.fi/jsheinon/
https://blogs.helsinki.fi/jsheinon/personnel/