Geokemiska krimonalteknik i aktiva vulkancentrum pa Sumatra, Indonesia (Crystal Forensics of an active volcanic arc: Sumatra, Indonesia

ndesite volcanoes are relatively common and extremely hazardous but the processes responsible for their magma generation are only partly understood. Andesite genesis is equivocal with proposed models for the primary generation of andesitic melts from the mantle to the mixing and interaction of basaltic and rhyolitic magmas in the crust. Andesitic magmas display clear signs of contamination derived from the mantle and any contaminates acquired from subducting material; (2) crustal contamination, whereby contamination of that magma occurs at shallower levels in the overriding crustal plate during ascent. Increasingly, in-situ micro-analytical studies are providing evidence for multiple crystal populations derived for polygenetic sources that cannot be derived from a single liquid line of descent.
This project will investigate fourteen volcanoes along the Sunda Arc, sandwiched between Krakatau in the south and Toba in the north, with a further two volcanic centres located to the north of Toba. Through a fully integrated geochemical study utilising a range of traditional techniques such as X-ray fluorescence spectrometry and Sr, Nd and Pb isotopes to cutting-edge geochemical tracers such as Be-10 and He isotopes to deliver a fully quantitative model of the plumbing system of the Sumatran segment of the arc from the source to the final stages of magma genesis immediately prior to eruption.

Andesitiska vulkaner återfinns ofta vid konvergerande plattgränser, där två av jordens tektoniska plattor kolliderar vilket resulterar i att en av plattorna sjunker ned i manteln. Detta utlöser de processer som i slutändan leder till andesitiska utbrott vid jordytan. Från den platta som sjunker ned i manteln frigörs volatila komponenter, exempelvis vatten och koldioxid, som stiger upp genom manteln. Detta orsakar partiell smältning av manteln ? magmabildning. Då magman stiger upp vidare genom manteln och den ovanliggande plattan samlar den på sig mer material bland annat genom att smälta upp och assimilera delar av de bergarter den påträffar, vilket kallas för kontaminering. Samtidigt sker en komplex magmatisk evolution där magman differentieras, kristalliserar, blandas med andra magmor och avgasar. Alla dessa processer modifierar den ursprungliga magman och bestämmer hur den magma som slutligen når jordytan kommer att se ut. Vi har idag bristfällig förståelse för hur och framförallt var denna kontaminering av magma sker, och då speciellt huruvida det rör sig om en kontaminering vid källan (i manteln) eller i ett senare skede i jordskorpan. Syftet med detta projekt är att skilja mellan kontaminering i källan och i jordskorpan samt bestämma i vilken tidsskala dessa processer sker. Som fältområde använder vi oss av 14 vulkaner på Sumatra, mellan de två välkända Indonesiska supervulkanerna Toba och Krakatau. Vulkanerna kommer att studeras ingående med både traditionella och nyutvecklade geokemiska analysmetoder och modeller. Detta kommer att resultera i en omfattande geokemiskt databas vilket vi kommer att använda för att räkna ut hur stor roll kontamineringen i skorpan är för den magmatiska utvecklingen, och i slutändan även hur detta påverkar den typ av utbrott vi ser vid jordytan. Vidare kommer resultaten av detta projekt kunna användas som en utgångspunkt för studier av liknande vulkaniska områden som ligger närmare oss, exempelvis i Medelhavet.