Introducing doctoral student Ville Virtanen / Esittelyssä tohtorikoulutettava Ville Virtanen

PI is more than thrilled to announce that PhD candidate Ville Virtanen has just began working in the PALIN project! Ville recently graduated from the Department of Geosciences and Geography of the University of Helsinki with an excellent Master’s Thesis that studied the petrography, geochemistry, and geochronology of granitic magmatism in central Finland. His PhD work will focus on partial melting experiments on various wallrocks of mafic intrusions. These experiments will be conducted in collaboration with Prof. Max Schmidt at the Swiss Federal Institute of Technology in Zürich. PALIN welcomes Ville on board!

PI:llä on ilo ilmoittaa, että tohtorikoulutettava Ville Virtanen on juuri aloittanut PALIN-projektissa! Ville valmistui hiljattain Helsingin yliopiston Geotieteiden ja maantieteen laitokselta kiitettävällä gradulla, jonka aiheena oli eräiden Keski-Suomen graniittisten kivien teksturaalinen ja kemiallinen luonnehdinta sekä niiden absoluuttinen ajoitus. Keskeisessä asemassa hänen työssään tulevat olemaan mafisten intruusioiden sivukivien osittaiset sulatuskokeet, joita hän matkaa tekemään Zürichiin (Swiss Federal Institute of Technology) yhteistyössä Prof. Max Schmidtin kanssa. PALIN toivottaa Villen tervetulleeksi!

Trace element models being implemented in MCS interface / Lisäämässä hivenalkuainemalleja Magmakammiosimulaattorin käyttöliittymään

PI is again in sunny Santa Barbara CA sitting inside with two friends (Guy Brown and Frank Spera, the former of whom has been responsible of developing the brilliant and user-friendly interface for Magma Chamber Simulator with VisualBasic). We have been implementing trace element formulas in MCS so that they would be easy to model for everyone. After some theorizing and double-checks on paper, envelopes, and napkins, we had the first success today! The current version with more than 20 Mb of formulas can run 48 elements at once and, e.g., provide fluid phase and individual mineral trace element concentrations in magma and wallrock each step. Stoked!

PI on jälleen aurinkoisessa Santa Barbarassa, CA, istumassa sisätiloissa kahden kaverin kanssa (Guy Brown jad Frank Spera, joista ensimmäinen on kehittänyt Magmakammiosimulaattorin VisualBasic-käyttöliittymän). Olemme täällä lisäämässä hivenalkuaineiden laskentakaavoja simulaattoriin siten, että jokainen simulaattorin käyttäjä voisi jatkossa mallintaa niitä itsenäisesti. Kun ensin kävimme läpi teorian ja teimme tarkistuksia paperille, kirjekuoriin ja lautasliinoihin, saimme tänään ensimmäisen onnistuneen testiajon! Tämänhetkinen malli, johon sisältyy yli 20 miljoonaa tavua laskentakaavoja, voi ajaa 48 hivenalkuainetta samanaikaisesti ja kertoa esim. fluidifaasin ja jokaisen mineraalin hivenalkuainekoostumuksen millä tahansa hetkellä magmasäiliössä ja sivukivessä. Kyllä lähtee!

 

 

Magma Chamber Simulator workshop at GSA Annual Meeting 2017 / Magmakammiosimulaattori-työpaja GSA:n vuosikokouksessa

MCS team held the second MCS workshop at GSA Annual Meeting 2017 in Seattle, Washington, from 20th to 21st of October. About 20 participants attended. The meeting itself (22nd to 25th of October) was also historical in terms of the project, because the PI presented the first international talk on the Antarctic intrusions with some preliminary MCS results. There’s more to come!

Magmakammiosimulaattori-tiimi piti toisen työpajan aiheen tiimoilta GSA:n (Geological Society of America) vuosikokouksessa Seattlessa, Washingtonissa, 20.-21. lokakuuta. Työpajassa oli noin 20 osallistujaa. Kokous itsessään (22.-25.10.) oli projektin kannalta historiallinen myös siinä mielessä, että PI piti ensimmäisen kansainvälisen esitelmän Antarktiksen intruusioista niin, että mukana oli alustavia tuloksia Simulaattorista. Lisää tulossa!

Magma Chamber Simulator is online / Magmakammiosimulaattori on verkossa

Magma Chamber Simulator is online at http://mcs.geol.ucsb.edu/about! Includes download and detailed instructions on how to prepare the input file, use the program, and read the output. In terms of geochemistry, the current version models major elements and mineral chemistry. A version including trace elements and radiogenic isotopes is upcoming!

Magmakammiosimulaattori on nyt verkossa: http://mcs.geol.ucsb.edu/about. Mukana lataustiedosto ja yksityiskohtaiset ohjeet input-tiedoston valmistamiseen, ohjelman käyttöön ja output-tiedoston lukemiseen. Nykyinen versio käsittelee pääalkuaineita ja mineraalikemiaa. Versio, johon kuuluvat hivenalkuaineet ja radiogeeniset isotoopit on tekeillä!

Visit to Duluth / Vierailu Duluthiin

PI and Ferenc Molnár traveled to Duluth, MN, to view the outcrops and drill cores from the Duluth Igneous Complex, sample wallrocks (metasedimentary rocks and granitoids) for the melting experiments, and meet people who are the experts on the geology of the complex. The visit was very successful and crucial for the development of ideas and future research. The PI sincerely acknowledges the hospitality and help of the staff of the Natural Resources Research Institute, University of Minnesota Duluth, and Drill Core Library of the Minnesota Department of Natural Resources in Hibbing!

PI ja Ferenc Molnár matkustivat Duluthiin, Minnesotaan, katsomaan Duluthin magmaattisen kompleksin kairasydämiä ja paljastumia, ottamaan näytteitä kompleksin sivukivistä (metasedimenttikiviä ja granitoideja) sulatuskokeita varten, ja tapamaan henkilöitä, jotka ovat alueen geologian asiantuntijoita. Vierailu oli erittäin onnistunut ja korvaamaton projektin tulevaa tutkimusta ajatellen. PI haluaa lämpimästi kiittää NRRI:n ja Hibbingin kairasydänkirjaston henkilökuntaa vieraanvaraisuudesta ja avusta!

PI at NRRI

Ferenc Molnár in the Drill Core Library

Drill cores of the metasedimentary rocks of the Paleoproterozoic Virginia formation from the footwall of the Duluth Igneous Complex

Stephen Monson Geerts (NRRI), Ferenc Molnár, and Dean Peterson (NRRI) standing on top of Midcontinent Rift flood basalts, the extrusive equivalents of the Duluth Igneous Complex

Same gang on an Archean granitoid outcrop in the footwall of the Duluth Igneous Complex

Magmatic sorting/layering in a feeder dike (Nickel Lake Macrodike) of the Duluth Igneous Complex

First Magma Chamber Simulator workshop / Ensimmäinen Magmakammiosimulaattori-työpaja

The first ever Magma Chamber Simulator workshop was organized in association with the IAVCEI 2017 conference in Portland, Oregon, 12.-13.8.2017. About 20  igneous petrologists and/or volcanologists attended. Macbooks were blazing and many of the people found the program applicable in their research. Thanks to everybody involved!

Maailmanhistorian ensimmäinen Magmakammiosimulaattori-työpaja järjestettiin IAVCEI 2017 -kokouksen yhteydessä Portlandissa, Oregonissa, 12.-13.8.2017. Kurssille osallistui reilut 20 magmapetrologian ja/tai vulkanologian tutkijaa. Macbookit kävivät kuumina ja moni löysikin jo ohjelmasta sovellusmahdollisuuksia omaan tutkimukseensa. Kiitos kaikille osallistujille!

First geochemical analyses completed / Ensimmäiset geokemialliset analyysit ovat valmistuneet

XRF (left) and ICP-MS (right) equipment at WSU. Charles Knaack and Scott Boroughs (from left to right next to the ICP-MS) are responsible for running the lab and have years of experience in producing quality results.

The first geochemical analyses of the Antarctic intrusions have been completed in Washington State University (Peter Hooper GeoAnalytical Lab)! The previously powdered rock samples were analyzed with X-ray fluorescence (XRF) for major elements and some trace elements and with inductively couple plasma-mass spectrometry (ICP-MS) for trace elements that are found in lesser quantities, even less than one part per million (ppm). The trace elements (for example, rare-earth elements) are especially important for our research, since many of them do not feel comfortable in the lattice of minerals that crystallize from magmas, but rather stay in the liquid phase. This means that they also get enriched in partial melts of the wallrocks of large magma bodies. When such partial melts, enriched in incompatible trace elements, have been mixed in to the magma chamber, the effect and amount of mixing can be estimated by analyzing these elements from different parts of the crystallized intrusion. Now we may start interpreting!

Ensimmäiset geokemialliset analyysitulokset Antarktiksen intruusioista ovat valmistuneet Washingtonin osavaltionyliopistossa (Peter Hooper GeoAnalytical Lab)! Röntgenfluoresenssiin perustuvalla laitteella (XRF) analysoitiin aiemmin jauhettujen kivinäytteiden pääalkuainekoostumukset ja myös muutamia hivenalkuaineita. Induktiivisesti kytketty plasma-massaspektrometrilla (ICP-MS) mitattiin joitakin hivenalkuaineita vielä tarkemmin, jopa kymmenesmiljoonasosan tarkkuudella. Nämä hivenalkuaineet (esim. harvinaiset maa-alkuaineet) ovat erittäin tärkeitä projektin kannalta, sillä niistä moni ei sopeudu kivisulista kiteytyviin mineraaleihin vaan viihtyvät paremmin itse sulassa. Tällöin ne rikastuvat mm. intruusioiden sivukivien osittaisiin suliin. Kun tällaiset sopeutumattomista hivenalkuaineista rikastuneet sulat sekoittuvat magmasäiliöön, sekoittumisen vaikutusta ja määrää voidaan arvioida juuri mittaamalla näiden alkuaineiden pitoisuuksia kiteytyneen intruusion eri osista. Analyysitulosten tulkinta alkakoon!

Magma Chamber Simulator running in Helsinki / Magmakammiosimulaattori käynnistetty Helsingissä

Put on your thermal protection suits! First Magma Chamber Simulator runs in Helsinki have been completed on a brand new Macbook Pro. This marks the beginning of new era of geochemical and thermodynamical modeling at the University of Helsinki. In a couple of years, we will hopefully have multiple Macs running the program at the department. Rock on!

Laittakaa lämpösuojavaatteet päälle! Ensimmäiset Magmakammiosimulaattorin testiajot on onnistuneesti suoritettu uudella Macbook Prolla Helsingissä. Tästä alkaa uusi aikakausi geokemian ja termodynamiikan mallinnuksessa Helsingin yliopistossa. Parin vuoden sisällä meillä on toivottavasti useampikin Mac mallin käyttämiseen. Tästä lähtee!

Working with models every day / Mallien kanssa töissä joka päivä

One run on Magma Chamber Simulator takes about 30 to 45 minutes and the results are printed on multiple worksheets as megabytes of numerical data. My mission is to find the most important markers of compositional changes in the magma system in the midst of all this and identify initial variables that have the most effect on the results. Before diving into the intrusions, I have tested the program with basalts that have erupted from these magma chambers. Fractional crystallization (FC), fractional crystallization + assimilation (AFC), and fractional crystallization + assimilation + recharge (RAFC) models all result in considerably different compositional evolution for the residual melt. What processes would you think provide the best-fitting results for the geochemical composition (in this case, cerium, Ce, and magnesium as an oxide, MgO) of the basalts in the diagrams below?

Yksi Magmakammiosimulaattorin ajo kestää noin 30–45 minuuttia ja tulokset tallentuvat numeerisessa muodossa useiden megatavujen kokoisiin tiedostoihin. Tehtävänäni on löytää tämän kaiken keskeltä kaikkein merkittävimmät koostumuksellisten muutoksien indikaattorit ja tunnistaa alkumuuttujat, jotka vaikuttavat eniten tuloksiin. Ennen intruusioiden maailmaan sukeltamista olen testannut mallien toimivuutta minulle tuttujen, näistä magmakammioista purkautuneiden, basalttilaavojen kanssa. Pelkän kiteytymisen (FC), kiteytymisen ja sivukiven assimilaation (AFC) sekä kiteytymisen, sivukiven assimilaation ja uusien magmapulssien (RAFC) mallit kaikki tuottavat selkeästi erilaisen koostumuksellisen kehityksen kivisulalle. Mitkä prosessit sinun mielestäsi johtavat tuloksiin, jotka eniten muistuttavat alla esitettyjen basalttien kemiallista koostumusta (tässä tapauksessa cerium, Ce, ja magnesium oksidimuodossa, MgO)?

From rocks to powder / Kivistä pölyksi

Visit to WSU GeoAnalytical Lab in early April 2017

In order to analyze rocks chemically, the samples first have to be crushed to chips with a jaw crusher and then further milled to fine homogeneous powder using a vibrating swing mill. The PI visited Washington State University’s Peter Hooper GeoAnalytical Lab in Pullman WA, in which he had analyzed dozens of samples from his previous projects. The PI was kindly assisted and instructed by PhD candidate Ashley Steiner (below) and technician Luke Steenberg (above). A few Antarctic gabbro and wallrock basalt samples were powdered and split to two aliquots. The other one will be analyzed for major and trace elements in WSU and the other one will be sent to Jackson School of Geosciences, University of Texas, for Nd isotopic analysis. More on these later!

Jotta kiviä voidaan analysoida kemiallisesti, näytteet täytyy ensin murskata siruiksi leukamurskaimella ja tämän jälkeen jauhaa jauheeksi tärisevällä swing-myllyllä. PI vieraili laboratoriossa Pullmanissa (Washington State University’s Peter Hooper GeoAnalytical Lab), johon hän on lähettänyt runsaasti näytteitä myös aikaisemmissa projekteissaan. PI:n apuna ja ohjaajina olivat väitöskirjaopiskelija Ashely Steiner (alla) ja teknikko Luke Steenberg (yllä). Muutama näyte Antarktiksen intruusioista ja niiden basalttisista sivukivistä jauhettiin ja jauheet jaettiin näytekohtaisesti kahteen eri näytepurkkiin. Toinen analysoidaan pää- ja hivenalkuaineiden osalta Pullmanissa ja toinen lähetetään Teksasiin (Jackson School of Geosciences, University of Texas) neodyymi-isotooppianalyyseja varten. Näistä lisää myöhemmin!