Volcanoes with alkaline differentiated magma belong to the more explosive and destructive types, but knowledge about these systems is often limited. Unravelling the position and conditions in the source magma chamber systems that feed volcanism at the surface is vital to understand these systems better. Due to deep erosion and barren grounds the oceanic island of Gran Canaria, Spain, provides a natural laboratory to study unique chemical and structural volcanic features of alkaline volcanism. The centre of Gran Canaria is made up of the Miocene Tejeda intrusive complex including a cone-sheet swarm and shallow alkaline differentiated plutonic rocks that form the closing phase of the Miocene activity pulse on Gran Canaria. Cone-sheets and other high-level plutonic rocks can give important insights into the interior of a volcano, such as depth and geometry of the magma supply reservoir, and thus provide vital data for the interpretation of active volcanoes in the Canary Islands and beyond. This work uses the clinopyroxene-melt thermobarometric methodology by Putirka (2008) and Masotta et al. (2013), the latter being a re-calibration of the first making it specific to alkaline differentiated magmas, to further constrain the depth of mineral. Geochemical analysis was preformed with electron microprobe (EMPA) at Uppsala University to determine mineral compositions and to extend the dataset, chemical data from the extensive work by Schirnick (1996) was also utilised. When the calculated pressure from the method of Masotta et al. (2013), was converted to the depth, the results from syenite samples show that crystallization of clinopyroxene occurred at depths of ~ 4 km (100 MPa) to ~ 15 km (400 MPa), with the highest concentration between ~ 7 km (200 MPa) and ~ 11 km (300 MPa). The results indicates that crystallization took place through the pressure range equivalent to crustal levels and possibly reaching as far down as MOHO depth, with temperature estimates calculated to about 860 to 960 °C. After combining the thermobarometric results with other evidence of magmatic processes, from this work and previous publications, the magma system expresses characteristics of fractional crystallization trends and simultaneously evidence of magma mixing, small-scale convection, and magma contamination. To explain these contradictory features, this work promotes a network of interconnected magma chambers that allows for magma stagnation and evolution at different levels. The results have thus contributed to further constrain the depth of which the cone-sheet swarm originated from on Gran Canaria, Spain. / Vulkaniska system av den typ studerade i detta arbete tillhör de mer explosiva och destruktiva typer avsystem på jorden, men kunskapen om dem är begränsad. En viktig komponent som krävs för att bättreförstå dessa system är att utröna tryck och temperaturförhållanden i magmakammarna som livnärvulkanismen vid ytan. På grund av djup erosion och karg mark så fungerar ön Gran Canaria(Kanarieöarna, Spanien) som ett naturligt laboratorium för att studera både kemiska och strukturellaegenskaper. Den centrala delen av Gran Canaria består till stor del av det så kallade Tejeda intrusivakomplexet, vilket inkluderar en inverterad kon-intrusionssvärm samt djupbergarten syenit somtillsammans representerar den avslutande fasen av magmatisk aktivitet under epoken Miocen på ön.Inverterade kon-intrusioner kan ge viktiga insikter i det inre av en vulkan, såsom magmakammarensdjup, och därmed ge viktig data för tolkningen av aktiva vulkaner på Kanarieöarna och liknandeplatser.I detta arbete beräknades tryck och temperaturförhållanden utifrån kemin hos mineraletklinopyroxen och dess ursprungliga smälta. Detta gjordes med en metodik av Putirka (2008) samt enav Masotta et al. (2013) för att ytterligare begränsa djupet av mineraltillväxt. Geokemiskanalysutfördes vid Uppsala universitet med elektronmikrosond (EMPA) av insamlade stenprover för attbestämma de kemiska sammansättningarna som sedan användes i beräkningarna. Även kemiska datafrån omfattande arbete av Schirnick (1996) användes för att komplettera datasetet som anskaffadesunder detta arbete.När beräknat tryck från metoden av Masotta et al. (2013) omvandlats till djup, visar resultaten påatt kristallisation av klinopyroxen skedde på ca. 4 km (100 MPa) till ca. 15 km (400 MPa) djup, ochmed högst koncentration mellan ~ 7 km (200 MPa) och ~ 11 km (300 MPa) djup. Resultaten indikeraratt kristallisation skedde i tryckområdet motsvarande jordskorpans nivåer och möjligen nådde så långtner som till manteln, med temperaturer mellan ca 860 till 960 °C. Efter att ha kombinerat dessaresultat med andra bevis för aktiva magmatiska processer, från detta arbete och tidigare publikationer,uttrycker det magma systemet egenskaper som fraktionerad kristallisations trender och samtidigttecken på magma blandning, småskalig konvektion, och förorening av magma från jordskorpan. Föratt förklara dessa motstridiga egenskaper, främjar detta arbete ett nätverk av flera sammankopplademagmakammare som möjliggör magmatisk stagnation och utveckling på olika nivåer. Resultaten harsåledes bidragit till att ytterligare begränsa från vilket djup de inverterade kon-intrusionernahärstammar från Gran Canaria, Spanien.

Cone-sheet swarms are magmatic sheet intrusions and part of volcanic plumbing systems and are pathways for magma to the Earth’s surface, where they feed volcanic eruptions. The analysis of cone-sheets provides information on the geometry of the magmatic plumbing system of a volcano and allows to understand processes and dynamics of magma transport. This is important to interpret information during a volcanic crisis and to help reduce risks to humans and infrastructure. In order to create a realistic model, the structure and shape of cone-sheet complexes can be reconstructed in three-dimensional space. Most cone-sheet swarms are not sufficiently exposed to allow such a reconstruction. The Tejeda cone-sheet swarm on Gran Canaria (Canary Islands, Spain), however, is an excellent location to study a cone-sheet complex in great detail, as it is exposed over 15 kmhorizontally and 1000 m vertically. This allows to determine its geometry in 3D space. The felsic deposits of the Miocene Tejeda caldera were intruded by cone-sheets between 11.7 and 7.3 Ma. Schirnick et al. (1999) assumed straight cone-sheets, based on 2D projections, and suggested that the Tejeda cone-sheet swarm is formed by a stack of uniformly dipping, parallel intrusive sheets that converge towards a common, static, laccolith-like source, forming a concentric structure around acentral axis that has the geometry of a truncated cone. This hypothesis was tested in this study, using structural data from Schirnick (1996) as well as additional data collected in the field. Using the software Move™, the extensive data set was visualized and projected in three dimensional space. The underlying magmatic source of the cone-sheets was reconstructed using two different approaches, with the first one based on sets of cross-sections to select intersection points, following an approach prognosed by Burchardt et al. (2013a). To improve the quality of the reconstruction of the magma chamber, a second method was developed using geometric calculations in MATLAB. The results indicate that individual cone-sheets are straight with parallel to slightly fanning dips, which can be steeper in the central part of the cone-sheet complex. They converge towards a common centre, creating a sub-spherical geometry of the source of the cone-sheet complex. Comparison of the two approaches used for the magma chamber reconstruction indicate that the second approach (geometric calculations) produces less uncertainties in data interpretation. The modelling results lead to the proposition of a dynamic model for the emplacement of the Tejeda cone-sheet complex. Cone-sheets would start to intrude from a reservoir situated at about 4500m below sea level that became successively shallower with time. / Inverterade koniska intrusionssvärmar är en del av det underjordiska vulkaniska systemet som möjliggör vägar för magma till jordens yta, där de livnär vulkaniska utbrott. Genom analys av inverterade koniska intrusioner kan information om geometrin hos magmatiska system erhållas vilket gör det möjligt att förstå magmans processer och transportdynamik. Detta är viktigt då det hjälper att tolka information under vulkaniska kriser och kan bidra till att minska risker för människor och infrastruktur. För att skapa en realistisk modell, kan strukturer och former av komplexa inverterade koniska intrusionssvärmar rekonstrueras i ett tredimensionellt utrymme. De flesta inverterade koniska intrusionssvärmar är inte tillräckligt blottade på jordens yta för att möjliggöra en sådan rekonstruktion.Tejedas inverterade koniska intrusionssvärm på Gran Canaria (Kanarieöarna, Spanien) är dock utmärktbelägen för att studera ett inverterat koniskt intrusionskomplex i detalj, detta då den är blottad i över 15 km horisontell och 1000 m i vertikal utsträckning. Detta gör det möjligt att bestämma dess geometrii tre dimensioner. De felsiska avlagringarna av den Miocena Tejeda kalderan blev intruderade av inverterade koniskaintrusioner mellan 11,7 och 7,3 Ma. Schirnick et al. (1999) antog att dessa intrusioner var raka, baseratpå 2D-projektioner, och föreslog att Tejedas inverterade koniska intrusionssvärm bildades som enlikformigt stupande stapel av parallella intruderande plan som konvergerar mot en gemensam, statiskoch lakkolitisk källa, vilken i sin tur bildar en koncentrisk struktur runt en central axel med samma geometri som en inverterad stympad kon. Denna hypotes undersöktes i detta arbete, med hjälp avstrukturell data från Schirnick (1996) samt ytterligare data insamlat från fält. Den omfattande datamängden visualiserades och projicerades i tre dimensioner med hjälp av mjukvaran Move™. Denunderliggande magmatiska källan till det inverterade koniska intrusionskomplexet rekonstruerades medhjälp av två olika metoder, den första är baserad på tvärsnitt där planens skärningspunkter kan studeras, följt av ett tillvägagångssätt framställt av Burchardt et al. (2013a). För att förbättra kvalitén pårekonstruktionen av magmakammaren utvecklades en andra metod med hjälp av geometriskaberäkningar i MATLAB. Resultaten tyder på att enskilda inverterade koniska intrusioner är raka med parallellt till svagt flacktstupning, vilka kan vara brantare mot den centrala delen av komplexet. De konvergerar mot ettgemensamt centrum, vilket skapar en sub-sfärisk geometri hos källan till det inverterade koniskaintrusionskomplexet. Jämförelse av de två metoderna som används för magmakammarens rekonstruktion tyder på att denandra metoden (geometriska beräkningar) ger färre osäkerheter i tolkningen. Modelleringsresultatettyder på en dynamisk modell för bildningen av Tejedas inverterade koniska intrusionskomplex. Enligtdessa resultat skulle de inverterade koniska intrusionerna till en början ha utgått från en reservoarungefär 4500 m under havsytan som med tiden förflyttade sig mot grundare nivåer.

The end-member types of shallow magmatic intrusions comprise cone sheets and dykes. These propagate from their source magma chamber towards the Earth’s surface. The propagation of magma within the shallow part of the volcano plumbing system produces surface deformation and seismicity, signs of volcanic unrest. Studying surface displacement using GPS and InSAR, geodetic modelling, fitting modelled data to real displacements, and inversion is regularly used to understand the processes in the subsurface. There is no possibility in nature to validate the assumptions of these models. However, using analogue modelling, it is possible to reproduce cone sheets and dykes in a controlled environment and study the associated surface deformation. This thesis tests the hypothesis that the two end-member types of magmatic sheet intrusions produce specific patterns of surface deformation. The analogue model surface is documented using two different monitoring setups: moiré monitoring and photogrammetry. The moiré method (dataset 1) consists of 43 experiments, 19 of which were dykes, 22 were cone sheets, and 2 were classified as hybrids. Photo- grammetry (dataset 2) was applied in 8 experiments, 3 of which produced cone sheets and 5 dykes. Dataset 1 successfully identified surface deformation patterns specific to the two intrusion types. Cone sheets develop in a gradual linear fashion, while the dykes exhibit a two-phase behaviour. The first phase shows little deformation until about halfway through the experiment duration when rapid deformation starts to occur. The point of maximum uplift, in both intrusion types, indicates the area of eruption from an early stage. Dataset 2 primarily evaluated the benefits of using the photogrammetric method. It successfully resolved horizontal components of displacement making it possible to study brittle defor- mation. As Dataset 2 consists of a limited amount of experiments, the results cannot be considered conclusive. However, they indicate that characteristic patterns of brittle deformation exist for the two types. Future improvements in this field include studying effects of topography and anisotropy on the surface deformation of the analogue models. Improvements in temporal and spatial resolution in the monitoring methods used to study surface displacement in nature is needed to perform analyses, similar to the ones presented here, on real surface deformation. The misfit of the surface deformation seen in numerical models compared to analogue models indicate that sheet intrusion propagation is not yet fully understood. / När magma rör sig från magmakammare mot jordytan i den ytliga delen av det underjordiska system av magma som finns under vulkaner, bildas ytdeformation. Genom att studera ytdeformationen med hjälp av GPS och InSAR samt numerisk modellering försöker forskare förstå dessa underjordiska processer för att förutspå framtida utbrott. Dessvärre finns ingen möjlighet att undersöka huruvida dessa numeriska modeller faktiskt överensstämmer med naturen. I gamla utdöda vulkaner som eroderats ner kan man se vulkanens inre där det finns stelnade, magmafyllda sprickor, så kallade gångar. Tyvärr ger detta dock ingen inblick i hur gångarnas bildning återspeglades i ytan. Detta kan man undersöka med hjälp av analoga modeller där det är möjligt att skapa likartade intrusioner i en kontrollerad labb-miljö och studera den tillhörande ytdeformationen. Denna avhandling undersöker hypotesen att de två huvudsakliga typerna av ytliga magmatiska gångar skapar specifika identifierbara mönster av ytdeformation. Detta testas genom att dokumentera den analoga modellens yta alltjämt som intrusionerna bildas med hjälp av två olika övervaknings- metoder. Den första metoden lyckades identifiera mönster som är specifika för de två olika typerna. Den högsta punkten på den deformerade ytan kan användas för att förutspå den plats där framtida utbrott kommer att ske i båda typerna. Den andra metoden lyckades urskilja dem horisontella komponenterna av förskjutning som gör det möjligt att studera den spröda deformation som utvecklas på ytan. Resultaten tyder på att karakteristiska mönster av spröd deformation existerar för de två typerna. För att förbättra de analoga modellerna måste man undersöka hur en mer topografiskt varierad yta påverkar den bildade deformation samt en skorpa som inte är helt homogen. Vid jämförelse mellan numeriska modeller och analoga modeller sågs en stor skillnad som tyder på att vi ännu inte förstår hur magma rör sig genom jordskorpan. Framtida användning av analyserna presenterade i denna avhandling kräver en förbättring av upplösningen på systemen som används till vulkanövervakning i naturen.