Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Магмадан пайда болған магмалық тау жынысы массасы, субарктикалық аймақтарда тоңудан пайда болған және жермен қапталған мұз үйіндісі – гидролаколиті.
Mass of igneous rock formed from magma
hydrolaccolith, a mound of earth covered ice formed by frost in subarctic environments
Лаколит – төменгі жағынан арна арқылы қоректенетін, күмбез тәрізді жоғарғы беті мен тегіс негізі бар интрузивті тау жынысы. Лаколит Жер қыртысы арқылы көтерілген магманың (балқыған тау жынысы) көлденең таралып, қабылдаушы тау жынысы қабаттарын жарып шығуынан пайда болады. Магма қысымы соншалық, оның үстіндегі қабаттар жоғары көтеріліп, лаколитке күмбез тәрізді пішін береді. Уақыт өте келе эрозия салдарынан қатып қалған лаколит ашылады, ол әдетте қабылдаушы тау жынысына қарағанда ауа райына төзімдірек болады. Ашылған лаколит осылайша төбе немесе тауға айналады. АҚШ-тың Юта штатындағы Генри таулары – ашылған лаколиттерден тұратын тау тізбегінің мысалы. Геолог Гроув Карл Гилберт осы типтегі интрузия бойынша алғашқы зерттеулерді осы жерде жүргізді. Содан бері лаколит таулары әлемнің көптеген аймақтарында табылды.
A laccolith is a body of intrusive rock with a dome shaped upper surface and a level base, fed by a conduit from below. A laccolith forms when magma (molten rock) rising through the Earth's crust begins to spread out horizontally, prying apart the host rock strata. The pressure of the magma is high enough that the overlying strata are forced upward, giving the laccolith its dome like form. Over time, erosion can expose the solidified laccolith, which is typically more resistant to weathering than the host rock. The exposed laccolith then forms a hill or mountain. The Henry Mountains of Utah, US, are an example of a mountain range composed of exposed laccoliths. It was here that geologist Grove Karl Gilbert carried out pioneering field work on this type of intrusion. Laccolith mountains have since been identified in many other parts of the world.
Сипаттама
Лаколит – магманың Жер қыртысы арқылы жоғары қарай жылжуымен, бірақ жер бетіне жетпей суынып, қатты қалыптасатын магмалық интрузияның бір түрі. Лаколиттер өзге магмалық интрузиялардан дөңгелек пішіндес жоғарғы бетімен және тегіс табанымен ерекшеленеді. Олардың төменнен арна арқылы қоректенетіні болжанады, бірақ мұндай жағдай сирек кездеседі. Қонақ тас вулканилық болған жағдайда, лаколит криптодом деп аталады. Лаколиттер қыртыстың салыстырмалы түрде жақын тереңдігінде, көбінесе аралық құрамы бар магмадан пайда болады, алайда кремний аз базальттан кремнийге бай риолитке дейінгі барлық құрамдағы лаколиттер белгілі. Лаколиттер шөгінді тау жыныстарының қабаттары арасына алғашқы жапырақша тәрізді интрузия енгізілгеннен кейін қалыптасады. Егер интрузияның мөлшері шектеулі болса, онда сіл (sill) пайда болады, онда интрузияның жоғары және төменгі қабаттары бір-біріне параллель болып қалады және интрузия жапырақша тәрізді болып сақталады. Интрузия жоғарыдағы қабаттарды көтеріп, дөңгелектеуді бастайды, егер интрузия радиусы белгілі бір радиустан асып кетсе ғана, ол шамамен былай есептеледі:
A laccolith is a type of igneous intrusion, formed when magma forces its way upwards through the Earth's crust but cools and solidifies before reaching the surface. Laccoliths are distinguished from other igneous intrusions by their dome shaped upper surface and level base. They are assumed to be fed by a conduit from below, though this is rarely exposed. When the host rock is volcanic, the laccolith is referred to as a cryptodome. Laccoliths form only at relatively shallow depth in the crust, usually from intermediate composition magma, though laccoliths of all compositions from silica poor basalt to silica rich rhyolite are known. A laccolith forms after an initial sheet like intrusion has been injected between layers of sedimentary rock. If the intrusion remains limited in size, it forms a sill, in which the strata above and below the intrusion remain parallel to each other and the intrusion remains sheetlike. The intrusion begins to lift and dome the overlying strata only if the radius of the intrusion exceeds a critical radius, which is roughly:
мұндағы – магма қысымы, – литостатикалық қысым (үстіңгі тау жынысының салмағы), – үстіңгі тау жынысының қалыңдығы, ал – үстіңгі тау жынысының серпімділік күші. Мысалы, АҚШ-тың Юта штатындағы Генри тауларында 1877 жылы геолог Гроув Карл Гилберт сілдердің ауданы әрқашан 1 шаршы километрден кіші, ал лаколиттердің ауданы әрқашан одан үлкен екенін анықтады. Осыдан Гилберт сілдердің лаколиттерге дейінгі бастапқы сатысы деген қорытындыға келді. Лаколиттер тек магма қысымының күшімен қабаттарды жоғары көтеріп, дөңгелектеуге жеткілікті үлкен болғанда ғана сілдерден қалыптасады. Гилберт сондай-ақ үлкен лаколиттердің тереңде қалыптасатынын анықтады. Лаколиттің шеті тегіс болуы мүмкін, бірақ оның саусақ тәрізді проекциялары болуы да мүмкін, бұл магманың Рейли-Тейлор тұрақсыздығымен қабаттар бойымен жылжуына сәйкес келеді. Саусақ тәрізді лаколитке мысал – АҚШ-тың Монтана штатындағы Шонкин Саг лаколиті. Лаколитке өтудің критикалық радиусы магманың тұтқырлығына (тұтқырлығы аз магма үшін үлкен) және қонақ тастың беріктігіне байланысты деп есептеледі. Лаколит пішініне арналған қазіргі формула:
where is the pressure of the magma, is the lithostatic pressure (weight of the overlying rock), is the thickness of the overlying rocks, and is the shear strength of the overlying rock. For example, in the Henry Mountains of Utah, US, the geologist Grove Karl Gilbert found in 1877 that sills were always less than in area while laccoliths were always greater than 1 square kilometer in area. From this, Gilbert concluded that sills were forerunners of laccoliths. Laccoliths formed from sills only when they became large enough for the pressure of the magma to force the overlying strata to dome upwards. Gilbert also determined that larger laccoliths formed at greater depth. The periphery of a laccolith may be smooth, but it may also have fingerlike projections consistent with Rayleigh Taylor instability of the magma pushing along the strata. An example of a fingered laccolith is the Shonkin Sag laccolith in Montana, US. The critical radius for the sill to laccolith transition is now thought to be affected the viscosity of the magma (being greater for less viscous magma) as well as the strength of the host rock. A modern formula for the shape of a laccolith is:
мұндағы – лаколит шатырының биіктігі, – гравитациялық үдеу, – қонақ тастың серпімділік модулі, – лаколит ортасынан көлденең қашықтық, ал – лаколиттің сыртқы радиусы. Лаколиттердің қалыңдығы жоғары болғандықтан, олардың суыну жылдамдығы баяулайды, сондықтан лаколиттердің тау жынысы әдетте сілдердің тау жынысынан ірі дәнды болады. Лаколиттердің өсуі бірнеше айға созылуы мүмкін, егер ол бір реттік магма инъекциясымен байланысты болса, немесе жүздеген немесе мыңдаған жылдарға созылуы мүмкін, егер бірнеше магмалық импульстер бірінің үстіне бірін үйіп, қонақ тасты бірте-бірте деформацияласа. Уақыт өте келе эрозия орталық шыңның айналасында кішкентай төбелерді, тіпті тауларды құрауы мүмкін, өйткені интрузивті тау жынысы әдетте ауа райына қарсы тұру қабілеті жағынан қонақ тасқа қарағанда жоғары болады. Лаколиттердің орналасуы үстіңгі қабаттарды дөңгелектеуге себеп болғандықтан, жергілікті топографиялық рельеф артады және эрозия жеделдейді, сондықтан үстіңгі қабаттар эрозияға ұшырап, ішкі ядроны ашыққа шығарады.
where is the height of the laccolith roof, is the acceleration of gravity, is the elastic modulus of the host rock, is the horizontal distance from the center of the laccolith, and is the outer radius of the laccolith. Because of their greater thickness, which slows the cooling rate, the rock of laccoliths is usually coarser grained than the rock of sills. The growth of laccoliths can take as little as a few months when associated with a single magma injection event, or up to hundreds or thousands of years by multiple magmatic pulses stacking sills on top of each other and deforming the host rock incrementally. Over time, erosion can form small hills and even mountains around a central peak since the intrusive rock is usually more resistant to weathering than the host rock. Because the emplacement of the laccolith domes up the overlying beds, local topographic relief is increased and erosion is accelerated, so that the overlying beds are eroded away to expose the intrusive cores.
Этимология
Термин алғаш рет 1875 жылдары Гилберт Юта штатының Генри тауларында диориттің ішкі кірігішін зерттегеннен кейін "лакколит" термині ретінде қолданылды. "Лакколит" сөзі 1875–1880 жылдары грек тіліндегі lákko(s) "көл" және lith "тас" сөздерінен туындаған.
The term was first applied as laccolite by Gilbert after his study of intrusions of diorite in the Henry Mountains of Utah in about 1875. The word laccolith was derived in 1875–1880, from Greek lákko(s) 'pond' plus lith 'stone'.
Лакколиттердің пайда болуы
Лаколиттер салыстырмалы түрде аз тереңдікте қалыптасады және кейбір жағдайларда диорит, гранодиорит және гранит сияқты кристалданатын, салыстырмалы түрде тұтқыр магмалардың әсерінен пайда болады. Мұндай жағдайларда жер астында салқындау баяу жүреді, бұл салқындаған магмада ірі кристалдардың қалыптасуына мүмкіндік береді. Басқа жағдайларда шонкинит сияқты аз тұтқыр магма тереңдікте аугит фенокристалдарын қалыптастырып, содан кейін лаколитпен аяқталатын тік қоректендіруші жарық арқылы еніп түсуі мүмкін. Жапырақ тәрізді интрузиялар олардың енген қабық тау жынысындағы ең аз кернеу бағытына перпендикуляр қалыптасады. Осылайша, лаколиттер қабықтың қысылуына және ең аз кернеу бағыты тік болатын аймақтарға тән, ал қабықтың кернеуге ұшыраған аймақтарында бөгеттердің пайда болуы ықтимал, себебі ең аз кернеу бағыты көлденең болады. Мысалы, Нью-Мексикодағы Ортис порфирлік белдеуінің лаколиттері 33-36 миллион жыл бұрын аймақтың ларамидтік қысылу кезінде қалыптасқан болуы мүмкін. Ларамидтік қысылу кейіннен кеңейтумен алмастырылғанда, лаколиттер мен төбелердің орналасуы бөгеттердің орналасуымен ауыстырылды. Интрузиялардың мерзімін анықтау геологиялық уақытта қысылудың кеңейтумен алмасу сәтін анықтауға көмектесті.
Laccoliths tend to form at relatively shallow depths and in some cases are formed by relatively viscous magmas, such as those that crystallize to diorite, granodiorite, and granite. In those cases cooling underground may take place slowly, giving time for larger crystals to form in the cooling magma. In other cases less viscous magma such as shonkinite may form phenocrysts of augite at depth, then inject through a vertical feeder dike that ends in a laccolith. Sheet intrusions tend to form perpendicular to the direction of least stress in the country rock they intrude. Thus laccoliths are characteristic of regions where the crust is being compressed and the direction of least stress is vertical, while areas where the crust is in tension are more likely to form dikes, since the direction of least stress is then horizontal. For example, the laccoliths of the Ortiz porphyry belt in New Mexico likely formed during Laramide compression of the region 33 to 36 million years ago. When Laramide compression was later replaced by extension, emplacement of sills and laccoliths was replaced by emplacement of dikes. Dating of the intrusions has helped determine the point in geologic time when compression was replaced with extension.
Мысалдар
Генри тауларынан басқа, лаколит таулары жақын орналасқан Колорадо үстіртісіндегі Ла-Сал таулары мен Абахо тауларында да кездеседі. Торес-дель-Пайн (Патагония) толтырылып, қатаңдаған магма камерасы – 162 ± 11 мың жыл бойы горизонтальды граниттік және мафикалық магманың біртіндеп енуімен қалыптасқан ең жақсы көрінетін лаколиттердің бірі. Көлденең қабатты енулер тік енулермен толықтырылды. Шарлоттадағы (Вермонт штаты) кішкентай Барбер Хилл сиенит қоры лаколитіне бірнеше вулкандық трахит жарықтары байланысты. Осы лаколиттің ашық жатқан бөлігінде молибденит те көрінеді. Биг Бенд ранчосы мемлекеттік саябағында, Оуачита тау жасалуының оңтүстік-батыс шегінде Солитарио жатыр. Италияның Эльба аралында лаколиттер жүйесі ашылған, ол "Рождество шыршасы" лаколиттер жүйесін құрайды, онда бір ғана магмалық канал жүйесі қабықтың әртүрлі деңгейлерінде бірнеше лаколиттерді жасаған.
In addition to the Henry Mountains, laccolith mountains are found on the nearby Colorado Plateau in the La Sal Mountains and Abajo Mountains. The filled and solidified magma chamber of Torres del Paine (Patagonia) is one of the best exposed laccoliths, built up incrementally by horizontal granitic and mafic magma intrusions over 162 ± 11 thousand years. Horizontal sheeted intrusions were fed by vertical intrusions. The small Barber Hill syenite stock laccolith in Charlotte, Vermont, has several volcanic trachyte dikes associated with it. Molybdenite is also visible in outcrops on this exposed laccolith. In Big Bend Ranch State Park, at the southwesternmost visible extent of the Ouachita orogeny, lies the Solitario. A system of laccoliths is exposed on the Italian island of Elba, which form a "Christmas tree" laccolith system in which a single igneous plumbing system has produced multiple laccoliths at different levels in the crust.
Интрузиялардың пішіндерін қалпына келтіру проблемалары
Интрузиялардың бастапқы пішінін қайта құру қиынға соғуы мүмкін. Мысалы, Вайоминг штатындағы Devils Tower және Колорадо штатындағы Needle Rock екеуі де жанартау түйіні деп есептелген, бірақ одан әрі зерттеулер олардың эрозияға ұшыраған лаколиттер екенін көрсетті. Devils Tower-де интрузияның бүгінгі күні көрініп тұрған фонолит порфирінің қалам тәрізді жіңішке бағаналарын қалыптастыру үшін өте баяу суынуы керек болған. Дегенмен, эрозия оның үстіндегі және айналасындағы тау жыныстарын жойды, сондықтан магмалық интрузияның бастапқы пішінін, ол лаколиттің қалдығы болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін, қайта құру мүмкін емес. Генри таулары және Колорадо жазық алабының басқа оқшауланған тау тізбектері сияқты басқа жерлерде, кейбір интрузиялар лаколиттердің классикалық пішінін анық көрсетеді.
The original shape of intrusions can be difficult to reconstruct. For instance, Devils Tower in Wyoming and Needle Rock in Colorado were both thought to be volcanic necks, but further study has suggested they are eroded laccoliths. At Devils Tower, intrusion would have had to cool very slowly so as to form the slender pencil shaped columns of phonolite porphyry seen today. However, erosion has stripped away the overlying and surrounding rock, so it is impossible to reconstruct the original shape of the igneous intrusion, which may or may not be the remnant of a laccolith. At other localities, such as in the Henry Mountains and other isolated mountain ranges of the Colorado Plateau, some intrusions demonstrably have the classic shapes of laccoliths.
Жерден тыс лаколиттер
Ай бетінде мүмкін лаколиттердің көптеген мысалдары бар. Олардың кейбіреулері соққы кратерлерінің ортасында орналасқан және кратердің соққыдан кейінгі эволюциясының бір бөлігі ретінде қалыптасуы мүмкін. Ай лаколиттері Төмен гравитациясы және сұйық магматизміне байланысты Жердегілерге қарағанда әлдеқайда кең, бірақ қалыңдығы аз. Марста, Аркадия Плантианың батыс бөлігінде де мүмкін лаколиттер анықталған.
There are many examples of possible laccoliths on the surface of the Moon. Some are centered in impact craters and may form as part of the post impact evolution of the crater. Laccoliths on the Moon are much wider but less thick than those on Earth, due to the Moon's lower gravity and more fluid magmatism. Possible laccoliths have also been identified on Mars, in western Arcadia Planitia.