Лакколит

Лакколит представляет собой тело интрузивной породы с куполообразной верхней поверхностью и ровным основанием, питаемое каналом снизу. Лакколит образуется, когда магма (расплавленная порода), поднимающаяся через земную кору, начинает распространяться горизонтально, разрывая слои вмещающих пород . Давление магмы настолько велико, что вышележащие слои выталкиваются вверх, придавая лакколиту куполообразную форму.

Со временем эрозия может обнажить затвердевший лакколит, который обычно более устойчив к выветриванию , чем вмещающая порода. Обнаженный лакколит затем образует холм или гору. Горы Генри в штате Юта , США, являются примером горного хребта, состоящего из обнаженных лакколитов. Именно здесь геолог Гроув Карл Гилберт провел новаторские полевые исследования этого типа вторжений . С тех пор горы Лакколит были обнаружены во многих других частях мира.

Описание

Лакколит — это тип магматического внедрения , образующегося, когда магма пробивается вверх через земную кору, но охлаждается и затвердевает, прежде чем достичь поверхности. Лакколиты отличаются от других магматических интрузий куполообразной верхней поверхностью и ровным основанием. Предполагается, что они питаются по трубопроводу снизу, хотя он редко открывается. ^[1]^[2] Если вмещающая порода вулканическая, лакколит называется криптокуполом . ^[3] Лакколиты образуются только на относительно небольшой глубине в земной коре, ^[4] обычно из магмы среднего состава , хотя известны лакколиты всех составов от бедного кремнеземом базальта до богатого кремнеземом риолита . ^[5]

Лакколит образуется после того, как первоначальная пластинчатая интрузия была внедрена между слоями осадочной породы . Если интрузия остается ограниченной в размерах, она образует порог , в котором пласты выше и ниже интрузии остаются параллельными друг другу, а интрузия остается пластинчатой. Интрузия начинает поднимать и куполообразовать вышележащие пласты только в том случае, если радиус интрузии превышает критический радиус, который составляет примерно: ^[6]

r\geq {\frac {2T\tau }{P_{m}-P_{l}}}

где – давление магмы, – литостатическое давление (вес перекрывающей породы), – мощность перекрывающих пород, – прочность перекрывающей породы на сдвиг. Например, в горах Генри в штате Юта , США, геолог Гроув Карл Гилберт в 1877 году обнаружил, что площадь подоконников всегда меньше 1 квадратного километра (0,4 квадратных миль), тогда как площадь лакколитов всегда превышает 1 квадратный километр. Из этого Гилберт пришел к выводу, что силлы были предшественниками лакколитов. Лакколиты образовались из силлов только тогда, когда они стали достаточно большими, чтобы давление магмы заставило вышележащие слои подняться куполом вверх. Гилберт также определил, что более крупные лакколиты образовывались на большей глубине. ^[1] И лакколиты, и силлы классифицируются как согласованные интрузии, поскольку основная часть интрузий не пересекает пласты вмещающих пород, а внедряется между пластами. ^[7] $P_{m}$ $P_{l}$ $Т$ $\тау$

Более поздние исследования лакколитов подтвердили основные выводы Гилберта, уточнив при этом детали. И силлы, и лакколиты имеют тупые, а не клиновидные края, а подоконники гор Генри обычно имеют толщину до 10 метров (33 фута), а лакколиты - до 200 метров (660 футов). ^[8] Периферия лакколита может быть гладкой, но она также может иметь пальцеобразные выступы, что соответствует нестабильности Рэлея-Тейлора магмы, продвигающейся вдоль пластов. ^[9] Примером пальцевидного лакколита является лакколит Шонкин Саг в Монтане , США. ^[4] Сейчас считается, что на критический радиус перехода от силла к лакколиту влияет вязкость магмы (которая больше для менее вязкой магмы), а также прочность вмещающей породы. Современная формула формы лакколита:

z={\frac {3(P_{m}-\rho _{c}gT)}{16BT^{3}}}(r_{0}^{2}-r^{2})^ {2}

где – высота крыши лакколита, – ускорение силы тяжести, – модуль упругости вмещающей породы, – горизонтальное расстояние от центра лакколита, – внешний радиус лакколита. ^[4] Из-за большей толщины, замедляющей скорость остывания, породы лакколитов обычно более крупнозернистые, чем породы силлов. ^[5] $z$ $г$ $B$ $г$ $r_{0}$

Рост лакколитов может занять всего несколько месяцев, если он связан с одним событием инжекции магмы, ^[10]^[11] или до сотен или тысяч лет из-за нескольких магматических импульсов, накладывающих силлы друг на друга и деформирующих хозяина. качайте постепенно. ^[12]

Со временем в результате эрозии вокруг центральной вершины могут образоваться небольшие холмы и даже горы, поскольку интрузивная порода обычно более устойчива к выветриванию, чем вмещающая порода. ^[13] Поскольку размещение лакколита куполообразным образом поднимает вышележащие слои, местный топографический рельеф увеличивается, а эрозия ускоряется, так что вышележащие слои размываются, обнажая интрузивные ядра. ^[14]

Этимология

Термин «лакколит» впервые был применен Гилбертом в качестве лакколита после его ^{исследования}интрузий ^{диорита} в горах Генри в штате Юта примерно в 1875 году . плюс -лит «камень». ^[17]

Где образуются лакколиты

Лакколиты имеют тенденцию формироваться на относительно небольших глубинах и в некоторых случаях образованы относительно вязкими магмами, например, теми, которые кристаллизуются в диорит , гранодиорит и гранит . В этих случаях охлаждение под землей может происходить медленно, давая время для формирования более крупных кристаллов в остывающей магме. В других случаях менее вязкая магма , такая как шонкинит, может образовывать вкрапленники авгита на глубине, а затем инжектироваться через вертикальную питающую дайку , заканчивающуюся лакколитом. ^[18]

Листовые интрузии имеют тенденцию образовываться перпендикулярно направлению наименьшего напряжения в вмещающей породе, в которую они внедряются. Таким образом, лакколиты характерны для регионов, где кора сжимается и направление наименьшего напряжения вертикальное, тогда как области, где кора находится в растяжении, с большей вероятностью образуют дайки, поскольку направление наименьшего напряжения тогда горизонтальное. Например, лакколиты порфирового пояса Ортис в Нью-Мексико, вероятно, образовались во время Ларамидного сжатия региона 33–36 миллионов лет назад. Когда позже ларамидное сжатие сменилось растяжением, внедрение силлов и лакколитов сменилось внедрением даек. Датирование интрузий помогло определить момент в геологическом времени, когда сжатие сменилось растяжением. ^[19]

Примеры

Помимо гор Генри, лакколитовые горы встречаются на близлежащем плато Колорадо в горах Ла-Саль и горах Абахо . ^[14]

Заполненный и затвердевший магматический очаг Торрес -дель-Пайне ( Патагония ) представляет собой один из наиболее обнаженных лакколитов, построенный постепенно за счет горизонтальных гранитных и основных интрузий магмы в течение 162 ± 11 тысяч лет. ^[20] Горизонтальные листовые интрузии питались вертикальными интрузиями. ^[21]

Небольшой сиенитовый лакколит Барбер-Хилл в Шарлотте, штат Вермонт , имеет несколько связанных с ним даек вулканических трахитов . Молибденит также виден в обнажениях этого обнаженного лакколита. В государственном парке Биг-Бенд-Ранч , на юго-западной видимой границе складчатости Уачита , находится Солитарио . ^[22] Он состоит из размытых остатков лакколита, предположительно названного из-за чувства одиночества , которое могли испытывать наблюдатели внутри структуры, из-за частичной иллюзии бесконечного пространства во всех направлениях. ^[22]

Одним из крупнейших лакколитов в США является гора Пайн-Вэлли в дикой местности Пайн-Вэлли-Маунтин недалеко от Сент-Джорджа, штат Юта . ^[23]

На итальянском острове Эльба обнаружена система лакколитов , образующая систему лакколитов «Рождественская елка», в которой одна магматическая водопроводная система образовала множество лакколитов на разных уровнях земной коры. ^[24]

Проблемы с восстановлением формы вторжений

Первоначальную форму вторжений может быть трудно восстановить. Например, Башня Дьявола в Вайоминге и Нидл-Рок в Колорадо считались вулканическими шейками, но дальнейшее исследование показало, что это разрушенные эрозией лакколиты. ^[25]^[26] В Башне Дьявола вторжению пришлось бы остывать очень медленно, чтобы образовались тонкие карандашные колонны из фонолит- порфира, которые можно увидеть сегодня. Однако эрозия стерла вышележащую и окружающую породу, поэтому невозможно восстановить первоначальную форму магматического внедрения, которое может быть, а может и не быть остатком лакколита. В других местах, например, в горах Генри и других изолированных горных хребтах плато Колорадо , некоторые интрузии явно имеют классические формы лакколитов. ^[27]

Внеземные лакколиты

Есть много примеров возможных лакколитов на поверхности Луны . Некоторые из них сосредоточены в ударных кратерах и могут образоваться в результате эволюции кратера после удара. ^[28] Другие расположены вдоль возможных разломов или трещин. ^[29] Лакколиты на Луне намного шире, но менее толстые, чем на Земле, из-за более низкой гравитации Луны и более жидкого магматизма. ^[30]

Возможные лакколиты были также обнаружены на Марсе , в западной части Аркадии . ^[31]

Галерея

Лакколит, интрузия долерита в Сиднее , Австралия.
Лакколит, обнаженный в результате эрозии вышележащих слоев в Монтане.
Розовый монцонитовый лакколит внедряется в серые кембрийские и ордовикские толщи возле Нотч-Пика , штат Юта ^[32]
Размытый лакколит на вершине Витоши ^[33] — куполообразной горы рядом с Софией , Болгария.

Смотрите также

Батолит - крупная интрузия магматических пород.
Лополит - линзовидная магматическая интрузия с депрессивной центральной областью.
Запас - меньшее магматическое вторжение.

дальнейшее чтение

Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 13–15. ISBN 0-7167-2438-3.
Фридман, Жюль Д.; Хаффман, Кертис-младший, ред. (1998). «Лакколитовые комплексы юго-восточной Юты: время размещения и тектоническая обстановка - материалы семинара». Бюллетень геологической службы США . 2158 . дои : 10.3133/B2158 .
Гайндман, Д.В.; Альт, Д. (ноябрь 1987 г.). «Радиальные дайки, лакколиты и желатиновые модели». Журнал геологии . 95 (6): 763–774. Бибкод : 1987JG.....95..763H. дои : 10.1086/629176. S2CID 128562770.

Внешние ссылки

Словарное определение лакколита в Викисловаре