Suomussalmen varhaisproterotsooisten diabaasien mineralogia tektonisessa tulkinnassa

The object of this research is to study the mineralogy of the diabase dykes in Suomussalmi and the relevance of the mineralogy to tectonic events, specifically large block movements in the Archaean crust. Sharp tectonic lines separate two anomalies in the dyke swarms, shown on a geomagnetic map as positive anomalies. In one of these areas, the Toravaara anomaly, the diabases seem to contain pyroxenes as a main component. Outside the Toravaara anomaly hornblende is the main ferromagnesian mineral in diabases. The aim of this paper is to research the differences in the diabases inside and outside the anomalies and interpret the processes that formed the anomalies. The data for this sudy consist of field observations, 120 thin sections, 334 electron microprobe analyses, 19 whole-rock chemical analyses, a U-Pb age analysis and geomagnetic low-altitude aerial survey maps. The methods are interpretation of field observations, chemical analyses, microprobe analyses of single minerals and radiometric age determination, microscopic studies of the thin sections, geothermometers and geobarometers. On the basis of field observations and petrographic studies the diabases in the area are divided into pyroxene diabases, hornblende diabases and the Lohisärkkä porphyritic dyke swarm. Hornblende diabases are found in the entire study area, while the pyroxene diabases concentrate on the area of the Toravaara geomagnetic anomaly. The Lohisärkkä swarm transects the whole area as a thin line from east to west. The diabases are fairly homogenous both chemically and by mineral composition. The few exceptions are part of rarer older swarms or are significantly altered. The Lohisärkkä dyke swarm was dated as 2,21 Ga old, significantly older than the most common 1,98 Ga swarm in the area. The geothermometers applied showed that the diabases on the Toravaara anomaly were stabilized at a much higher temperature than the dykes outside the anomaly. The geobarometers showed the pyroxenes to have crystallized at varying depths. The research showed the Toravaara anomaly to have formed by a vertical block movement, and the fault on its west side to have a total lateral transfer of only a few kilometers. The formation of the second anomaly was also interpreted to be tectonic in nature. In addition, the results of the geothermobarometry uncovered necessary conditions for the study of diabase emplacement depth: the minerals for the study must be chosen by minimum crystallization depth, and a geobarometer capable of determining the magmatic temperature must be used. In addition, it would be more suitable to conduct this kind of study in an area where the dykes are more exposed.

Pohjaveden pinnankorkeuden mallintaminen männyn kasvun avulla

Tutkimus suoritettiin Lammin Tullinkankaan pohjavesialueelta. Tutkimusalueelta valittiin kaksi metsikköä, jossa toisessa pohjavesi on noin metrin syvyydellä maanpinnasta (sarja "vedellinen") ja toisessa noin kahden ja puolen metrin syvyydellä (sarja "vedetön"). Oletuksena oli, että pohjaveden pinnankorkeus vaikuttaa männyn kasvuun alueella, jossa pohjaveden pinta on lähellä maanpintaa. Sarjoja verrattiin toisiinsa sekä ilmasto- ja pohjavesitietoihin. Molemmilta alueilta otettiin yhteensä n. 20 lustonäytettä, joista muodostettiin omat ristiinajoitetut lustokronologiat. Vedellisen sarjan kronologia kattaa vuodet 1872–2008 (137 vuotta) ja vedettömän sarjan kronologia vuodet 1958–2008 (51 vuotta). Vedellisen alueen männyt korreloivat negatiivisesti touko- ja kesäkuun pohjaveden pinnankorkeuden kanssa sekä positiivisesti kesäkuun sademäärän ja helmikuun lämpötilan kanssa. Vedettömän alueen männyt korreloivat negatiivisesti toukokuun sademäärän ja marraskuun lämpötilan kanssa sekä positiivisesti maaliskuun sademäärän kanssa, mutta eivät ollenkaan pohjaveden pinnankorkeuden kanssa. Vedellisen alueen kronologiaa käytettiin monimuuttujaregressiossa selittävänä tekijänä selittämässä toukokuun pohjaveden pinnankorkeutta. Vedellisen kronologian ja toukokuun pohjaveden pinnankorkeuden välisen mallin korjattu selitysaste oli 0,37 ja korrelaatiokerroin 0,62. Ristiinvalidoidutu rekonstruktiomalli kattaa vuodet 1880– 2002. Rekonstruoidusta pinnankorkeusmallista rekonstruoitiin spektrianalyysin avulla tilastollisesti merkitsevä 23,81 a jaksollisuus.

Jäätikön pinnanalaisten järvien hydrogeokemiallinen tutkimus läntisellä Kuningatar Maudin maalla, Etelämantereella

Tutkielma tarkastelee itäisellä Etelämantereella, läntisellä Kuningatar Maudin Maalla olevien jäätikön pinnanalaisten järvien (frozen lake) veden hydrogeokemiallisia ominaisuuksia. Keskeisin tutkimusalue on Vestfjellavuoristoketjun (73 74 °S, 13 16 °W) pohjoisimman vuoren, Basenin läheisyydessä sijaitseva jäätikön pinnanalainen järvi (Basen-järvi). Vertailevia tutkimuksia tehtiin lisäksi Plogenin ja Fossilryggenin nunatakkien läheisyydessä sekä Heimefrontfjellan vuoristoalueella. Tutkielma on Suomen Akatemian rahoittama grant # 54087 -hanke, ja siinä yhdistyvät Suomen tutkimusaseman, Aboan lähellä tehty geologinen, hydrogeologinen sekä glasiologinen tutkimus. Tutkimuksessa selvitetään Basenin jäätikön pinnanalaisen järven kemiallinen koostumus ja sen paikallinen ja ajallinen vaihtelu. Kemiallisen koostumuksen perusteella selvitetään myös ionien lähteet. Näytteenotto suoritettiin FINNARP 2003/04 Etelämanner-tutkimusretkellä. Basen -järveltä ja sen vieressä sijaitsevalta Basen -vuorelta kerättiin vesi-, suola-, kivi- ja moreeninäytteitä. Suola-, kivi- ja moreeninäytteillä selvitetään näytteissä silmillä havaittavan mineraalisaostuman koostumus. Kiinteän faasin kasvihuoneilmiö luo otolliset mahdollisuudet Basenin jäätikön pinnanalaisen järven synnylle ja kehitykselle. Basen -järven veden kemiallinen koostumus vaihtelee alueellisesti ja ajallisesti ja se on syntynyt kolmen komponentin yhteisvaikutuksesta: purovesien, nunatakilta sulavien lumien sekä sulaneen jään yhteisvaikutuksesta. Suurin vaikutus Basenin järven kemialliseen koostumukseen on kuitenkin Basenin rinteiltä virtaavilla purovesillä. Korkeimmat ionipitoisuudet havaittiin nunatakin reunan läheisyydessä. Basenin järven veden ionit ovat enimmäkseen ei-meriperäisiä. Runsain ioni on kalsium, jonka suurin lähde on jurakautisessa basaltissa esiintyvä mantelikarbonaatti. Basenin -järven vaiheista eteläisen talven aikana ei ole tietoa ja se, mitä talven aikana tapahtuu ja mikä saa veteen liuenneiden komponenttien pitoisuuden alenemaan, on vielä selvittämättä ja säilyy mahdollisena aiheena tulevaisuuden tutkimuksille.