Archaean crustal evolution in eastern Finland : New geochronological and geochemical constraints from the Kuhmo terrain and the Nurmes belt

This thesis summarises the results of four original papers concerning U-Pb geochronology and geochemical evolution of Archaean rocks from the Kuhmo terrain and the Nurmes belt, eastern Finland. The study area belongs to a typical Archaean granite-greenstone terrain, composed of metavolcanic and metasedimentary rocks in generally N-S trending greenstone belts as well as a granitoid-gneiss complex with intervening gneissic and migmatised supracrustal and plutonic rocks. U-Pb data on migmatite mesosomes indicate that the crust surrounding the Tipasjärvi-Kuhmo-Suomussalmi greenstone belt is of varying age. The oldest protolith detected for a migmatite mesosome from the granitoid-gneiss complex is 2.94 Ga, whereas the other dated migmatites protoliths have ages of 2.84 2.79 Ga. The latter protoliths are syngenetic with the majority of volcanic rocks in the adjacent Tipasjärvi-Kuhmo-Suomussalmi greenstone belt. This suggests that the genesis of some of the volcanic rocks within the greenstone belt and surrounding migmatite protoliths could be linked. Metamorphic zircon overgrowths with ages of 2.84 2.81 Ga were also obtained. The non-migmatised plutonic rocks in the Kuhmo terrain and in the Nurmes belt record secular geochemical evolution, typical of Archaean cratons. The studied tonalitic rocks have ages of 2.83 2.75 Ga and they have geochemical characteristics similar to low-Al and high-Al TTD (tonalite-trondhjemite-dacite). The granodiorites, diorites, and gabbros with high Mg/Fe and LILE-enriched characteristics were mostly emplaced between 2.74 2.70 Ga and they exhibit geochemical characteristics typical of Archaean sanukitoid suites. The latest identified plutonic episode took place at 2.70 2.68 Ga, when compositionally heterogeneous leucocratic granitoid rocks, with a variable crustal component, were emplaced. U-Pb data on migmatite leucosomes suggest that leucosome generation may have been coeval with this latest plutonic event. On the basis of available U-Pb and Sm-Nd isotopic data it appears that the plutonic rocks of the Kuhmo terrain and the Nurmes belt do not contain any significant input from Palaeoarchaean sources. A characteristic feature of the Nurmes belt is the presence of migmatised paragneisses, locally preserving primary edimentary structures, with sporadic amphibolite intercalations. U-Pb studies on zircons indicate that the precursors of the Nurmes paragneisses were graywackes that were deposited between 2.71 Ga and 2.69 Ga and that they had a prominent 2.75 2.70 Ga source. Nd isotopic and whole-rock geochemical data for the intercalated amphibolites imply MORB sources. U-Pb data on zircons from the plutonic rocks and paragneisses reveal that metamorphic zircon growth took place at 2.72 2.63 Ga. This was the last tectonothermal event related to cratonisation of the Archaean crust of eastern Finland.

Desorptio/fotoionisaatio ilmanpaineessa takavarikoitujen huumausaineiden, steroidien ja räjähdysaineiden tutkimuksessa

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää desorptio/fotoionisaatio ilmanpaineessa tekniikan (engl. desorption atmospheric pressure photoionization, DAPPI) soveltuvuutta rikosteknisen laboratorion näytteiden analysointiin. DAPPI on nopea massaspektrometrinen ionisaatiotekniikka, jolla voidaan tutkia yhdisteitä suoraan erilaisilta pinnoilta. DAPPI:ssa käytetään lämmitettyä mikrosirua, joka suihkuttaa höyrystynyttä liuotin- ja kaasuvirtausta kohti näytettä. Näytteen pinnan komponentit desorboituvat lämmön vaikutuksesta, jonka jälkeen ionisoituminen tapahtuu VUV-lampun emittoimien fotonien avulla.DAPPI:lla tutkittiin takavarikoituja huumausaineita, anabolisia steroideja ja räjähdysaineita sekä niiden jäämiä erilaisilta pinnoilta. Lisäksi kartoitettiin DAPPI:n mahdollisuuksia ja rajoituksia erilaisille näytematriiseille ilman näytteiden esikäsittelyä. Takavarikoitujen huumausaineiden tutkimuksessa analysoitiin erilaisia tabletteja, jauheita, kasvirouheita, huumekasveja (khat, oopium, kannabis) ja sieniä. Anabolisia steroideja tunnistettiin tableteista sekä ampulleista, jotka sisälsivät öljymäistä nestettä. Jauheet ripoteltiin kaksipuoliselle teipille ja analysoitiin siltä. Muut näytteet analysoitiin sellaisenaan ilman minkäänlaista esikäsittelyä, paitsi nestemäisten näytteiden kohdalla näyte pipetoitiin talouspaperille, joka analysoitiin DAPPI:lla. DAPPI osoittautui nopeaksi ja yksinkertaiseksi menetelmäksi takavarikoitujen huumausaineiden ja steroidien analysoimisessa. Se soveltui hyvin rikoslaboratorion erityyppisten näytteiden rutiiniseulontaan ja helpotti erityisesti huumekasvien ja öljymäisten steroidiliuosten tutkimusta. Massaspektrometrin likaantuminen pystyttiin ehkäisemään säätämällä näytteen etäisyyttä sen suuaukosta. Likaantumista ei havaittu huolimatta näytteiden korkeista konsentraatioista ja useita kuukausia jatkuneista mittauksista. Räjähdysaineiden tutkimuksessa keskityttiin seitsemän eri räjähdysaineen DAPPI-MS-menetelmän kehitykseen; trinitrotolueeni (TNT), nitroglykoli (NK), nitroglyseriini (NG), pentriitti (PETN), heksogeeni (RDX), oktogeeni (HMX) ja pikriinihappoä Nämä orgaaniset räjähteet ovat nitraattiyhdisteitä, jotka voidaan jakaa rakenteen puolesta nitroamiineihin (RDX ja HMX), nitroaromaatteihin (TNT ja pikriinihappo) sekä nitraattiestereihin (PETN, NG ja NK). Menetelmäkehityksessä räjähdysainelaimennokset pipetoitiin polymetyylimetakrylaatin (PMMA) päälle ja analysoitiin siitä. DAPPI:lla tutkittiin myäs autenttisia räjähdysainejäämiä erilaisista matriiseista. DAPPI:lla optimoitiin jokaiselle räjähdysaineelle sopiva menetelmä ja yhdisteet saatiin näkymään puhdasaineina. Räjähdysainejäämien analysoiminen erilaisista rikospaikkamateriaaleista osoittautui haastavammaksi tehtäväksi, koska matriisit aiheuttivat itsessään korkean taustan spektriin, josta räjähdysaineiden piikit eivät useimmiten erottuneet tarpeeksi. Muut desorptioionisaatiotekniikat saattavat soveltua paremmin haastavien räjähdysainejäämien havaitsemiseksi.