See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8963
ETF8963 "Maakooretekkega magma evolutsiooni analoog- ja numbriline modelleerimine ja geokeemilised uuringud (1.01.2011−31.12.2014)", Alvar Soesoo, Tallinna Tehnikaülikool, TTÜ Geoloogia Instituut.
ETF8963
Maakooretekkega magma evolutsiooni analoog- ja numbriline modelleerimine ja geokeemilised uuringud
Employing analogue and numerical modeling and high-resolution geochemical methods in studies of crustal magma evolution
1.01.2011
31.12.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.2. MaateadusedP420 Petroloogia, mineroloogia, geokeemia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia100,0
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201111 040,00 EUR
01.01.2012−31.12.201211 040,00 EUR
01.01.2013−31.12.201311 040,00 EUR
01.01.2014−31.12.201411 040,00 EUR
44 160,00 EUR

Vaatamata tänapäevastele rohkearvulistele maakoore kivimite ülessulamisprotsesside geokeemilistele uuringutele on jätkuvalt vajadus uute mudelite järele, mis selgitaksid paremini kivimikomplekside geokeemilise variatsioonilisuse. Kuna algsed silikaatsed lahused tekivad läbi osalise ülessulamise, on nimetatud protsessi füüsikalis-keemilised näitajad olulise tähtsusega. Magmasüsteemi arengu ja selles asetleidvate protsesside tegelikuks mõistmiseks on vajalik multidistsiplinaarne lähenemine, mis suudaks arvestada süsteemi keemilisi ja füüsikalisi parameetreid. Käesolev interdistsiplinaarne projekt baseerub innovaatilisel osalise ülessulamise numbrilisel modelleerimisel kasutades ELLE ja MASC tarkvara. Projekti käigus arendatakse välja numbrilised lahendused seostamaks magmasüsteemi geokeemiat ja sulamise ning magma liikumise füüsikalisi parameetreid. Läbi olemasolevate ning projekti käigus loodavate modelleerimisvahendite ja Eesti aluskorrakivimite geokeemilise uuringu annab uuring vastuse järgmistele küsimustele: (1) Kuidas mõjutab mikrostruktuur (terasuurus, sulami osakaal jm) magma tasakaalulist või mittetasakaalulist keemiat sulamiskoldes; (2) milline mõju tuleneb magma dünaamikast tahke-vedela faaside segunemisele ja reaktisoonile ümbriskivimiga; (3) kuidas mõjutab magma keemiat regionaalne tektooniline pingeväli; (4) mis põhjustas Fennoskandia lõunaosas tekkinud 1,8-1,5 Ga vanuse magmatismi laia geokeemilise spektri. Projekt pakub lahenduse nimetatud küsimustele läbi modelleerimisvahendite edasiarendamise ja täiustatud lähenemisega magmasüsteemidele. Projekti tulemusteks on: (a) numbriline lahendus ELLE tarkvaramoodulile, mis loob keemilise andmestiku integreerimisvõimaluse osalise ülessulamise füüsikalisse mudelisse; (b) MASC programmi edasiarendus, mis lubab kvalitatiivset ja kvantitatiivset hinnangut magma keemilise koostise muutusele segregatsiooni, akumulatsiooni ja transpordi erinevate mehanismide tingimustes ja muutuvas pingeväljas; (c) osalise ülessulamise produktide mikrostruktuuride keemilise koostise ja numbrilise modelleerimise sünergiast tulenev teadmine; (d) parem petrogeneetiline arusaam 1,8-1,5 Ga vanusega magmatismist Fennoscandia lõunaosas. Saavutatud uued oskused edendavad töögrupi ja integreeritud MSc ja PhD üliõpilastele teaduslikku pädevust nii modelleerimise kui Eelkambriumi kivimite geokeemia alal. Pädevuse tõstmisele ja uutele oskustele pööratakse suurt tähelepanu ka EL R&D direktiivides.
Despite a large number of modern geochemical studies on the melting of crustal rocks there is a distinct need for models that can explain the observed geochemical variability in rock complexes. As initial melts were formed by partial melting of crustal and mantle rocks, understanding the physical-chemical characteristics of these processes is vital. To truly gain insight in the evolution of a magmatic system, a multidisciplinary approach is needed, taking into account both physics and chemistry. The proposed interdisciplinary research is based on innovative numerical modeling of partial melting processes employing ELLE and MASC software. This project will develop improved ways to link the physics and chemistry of magmatic systems. Through the combination of existing modeling techniques and the development of new ones, and the geochemical study of Estonian basement rocks, the project will address the following objectives: (1) What is the effect of the microstructure (grain size, melt fraction etc) on chemical equilibrium and disequilibrium in partially molten aggregates?; (2) What is the effect of dynamically evolving magma pathways on mixing of phases and interaction with their surroundings? (3) What is the effect of regional stress-field on melt chemistry, and how can it be quantified? (4) What are the geochemical features of 1,8-1,5 Ga magmatism in southern Svecofennian, and how geochemical variability has been generated? The project will therefore deliver both technical advances, through the development of innovative modeling approaches, as well as improved scientific insight in magmatic systems and their interpretation. The main results of the project are: (a) a numerical approach which allows integration of physical processes on grain-scale with geochemistry of partial melt by ELLE software; (b) a numerical MASC code allowing quantitative and qualitative investigation of melt segregation, accumulation and transport including magma mixing and deformation-induced features in melts chemistry; (c) a synergy derived from a micro-scale geochemical study of partial melt products and the results of novel numerical modeling; (d) better understanding of the magmatic variability during 1,8-1,5 Ga in southern Fennoscandia. Acquired new skills will promote scientific excellence of the modeling and geochemistry team and MSc and PhD students. The latter is also in good agreement with the main trends of the EU research and development policy.
Toimus MASC tarkvara edasiarendamine. Numbrilise analüüsi tulemused lubavad määratleda magma geokeemilist ja mahulist arengut segregatsiooni ja segunemise jooksul, sealhulgas arvestada tektoonilistest liikumisest tulenevat mõju. Määratleti numbriline suurussõltuvus magmakehades, migmatiitidest kuni plutoonideni. Hoolimata magmakehade suurusest, metamorfismiastmest ja algkivimist, näitab magmakehade kummulatiivne jaotus astmejaotust eksponendiga 0.7 - 1.8. Lachlandi kurrustusala (SE Austraalia) graniidiplutoonide tasapinnalised mõõtmed näitasid samuti head astmefuntsiooni, andes eksponentideks 0.6 - 0.8. Kasutades plutoonide enesesarnasust leiti meetod summaarse magmaprodusktsiooni arvutamiseks, mis nimetatud katsealal oli keskmiselt 0.8 km3 magmat iga ruutkilomeetri kohta. Magmageoloogias arendatud mudeli rakendamist liustikujää geokeemilise dünaamika selgitamiseks arendati edasi Tübingeni Ülikoolis (ELLE tarkvara). Arendati välja uus mudel kihitatud aluseliste-ultraaluseliste intrusioonide tekke selgitamiseks, mis põhines magmas hõljuvate ja allalangevate mineraalide vastastikusel kineetikal magmakambri kristallisatsiooni käigus. Eesti aluskorra vanuselise ja geokeemilise omapära uuring integreeriti Svekofennia orogeeni ja platvormiala kesk- ja lõunaosa komplekside vanuselis-petroloogilise võrdlusanalüüsiga, mis näitas, et orogeen on üles ehitatud NW-SE suunalistest 100-300 km suurustest megaplokkidest, mis on üksteisest eraldatud tekstraalsete tektooniliste tsoonidega. Plokkide areng on toimunud 1.86-1.75 Ga tagasi. Maakoore akretsioon selles piirkonnas oli episoodiline ning seotud subduktsioonisüsteemi taganemisega SW suunas. Tulemused lubavad paremini mõista Columbia superkontinendi arengutsükleid. Arendati Ti-kvartsis meetodit, Suursaare Q-porfüüris määrati 3 kvartsi (T) generatsiooni. Keemilist ja mineraloogilist korrelatsioonimeetodit kasutati Baltika paleokontinendi vulkaanilise tuha rööbistamiseks ning võrdluseks Norra samaaegsete intrusioonidega. Geokeemilise lähenemise meetodit kasutati ka Eesti graptoliit-argilliidi koostise uurimiseks.