Введение

Масса магматических пород, образованных из магмы.
Гидролаколи́т – это куча земли, покрытая льдом, образованная инеем в субарктических условиях.

Лаколит – это тело интрузивной породы с куполообразной верхней поверхностью и плоским основанием, питаемое каналом снизу. Лаколит формируется, когда магма (расплавленная порода), поднимающаяся сквозь земную кору, начинает распространяться горизонтально, раздвигая вмещающие слои горных пород. Давление магмы достаточно велико, чтобы приподнять вышележащие слои, придавая лаколиту куполообразную форму. Со временем эрозия может обнажить затвердевший лаколит, который обычно более устойчив к выветриванию, чем вмещающая порода. Обнаженный лаколит образует холм или гору. Горы Генри в штате Юта (США) являются примером горного массива, состоящего из обнаженных лаколитов. Именно здесь геолог Гроув Карл Гилберт провел новаторские полевые исследования этого типа интрузий. С тех пор лаколиты были обнаружены во многих других регионах мира.

Описание

Лакколит – это тип магматического внедрения, образующийся, когда магма прокладывает себе путь вверх сквозь земную кору, но охлаждается и затвердевает до достижения поверхности. Лакколиты отличаются от других магматических внедрений своей куполообразной верхней поверхностью и плоским основанием. Считается, что они питаются каналом снизу, хотя он редко обнажается. Если вмещающая порода вулканическая, лакколит называют криптодомом. Лакколиты формируются только на относительно небольшой глубине в коре, обычно из магмы промежуточного состава, хотя известны лакколиты всех составов – от бедных кремнезёмом базальтов до богатых кремнезёмом риолитов. Лакколит образуется после того, как между слоями осадочных пород внедряется пластообразное внедрение. Если внедрение остается ограниченным по размеру, формируется сил, при котором слои выше и ниже внедрения остаются параллельными друг другу, а само внедрение сохраняет пластообразную форму. Вторжение начинает поднимать и выпучивать вышележащие слои только в том случае, если радиус внедрения превышает критический радиус, который приблизительно равен:

где – давление магмы, – литостатическое давление (вес вышележащих пород), – толщина вышележащих пород и – предел прочности на сдвиг вышележащих пород. Например, в горах Генри штата Юта (США) геолог Гроув Карл Гилберт в 1877 году обнаружил, что силы всегда меньше по площади, в то время как лакколиты всегда превышают 1 квадратный километр. На основании этого Гилберт заключил, что силы являются предшественниками лакколитов. Лакколиты формируются из силов только тогда, когда они становятся достаточно большими, чтобы давление магмы заставило вышележащие слои выпучиться вверх. Гилберт также установил, что более крупные лакколиты формируются на большей глубине. Периферия лакколита может быть гладкой, но также может иметь пальцевидные выступы, соответствующие неустойчивости Рэлея — Тейлора, при которой магма проталкивается вдоль слоев. Примером пальцевидного лакколита является лакколит Шонкин Саг в штате Монтана (США). Считается, что критический радиус для перехода от сила к лакколиту зависит от вязкости магмы (он больше для менее вязкой магмы), а также от прочности вмещающей породы. Современная формула для формы лакколита:

где – высота свода лакколита, – ускорение свободного падения, – модуль упругости вмещающей породы, – горизонтальное расстояние от центра лакколита и – внешний радиус лакколита. Из-за большей толщины, которая замедляет скорость охлаждения, порода лакколитов обычно имеет более крупнозернистую структуру, чем порода силов. Рост лакколитов может занимать всего несколько месяцев, если он связан с однократным внедрением магмы, или до сотен или тысяч лет при множественных магматических импульсах, когда силы накладываются друг на друга и постепенно деформируют вмещающую породу. Со временем эрозия может формировать небольшие холмы и даже горы вокруг центральной вершины, поскольку интрузивные породы обычно более устойчивы к выветриванию, чем вмещающие породы. Поскольку внедрение лакколита поднимает вышележащие слои, местный топографический рельеф увеличивается и эрозия ускоряется, в результате чего вышележащие слои разрушаются, обнажая интрузивные ядра.

Этимология

Термин "лаколит" был впервые введен Гилбертом после его исследования интрузий диорита в горах Генри штата Юта примерно в 1875 году. Слово "лакколит" образовано в 1875–1880 годах от греческих слов lákko(s), означающего «пруд», и lith, означающего «камень».

Где образуются лаколоиды

Лакколиты обычно формируются на относительно небольшой глубине, а в некоторых случаях образуются из относительно вязкой магмы, такой как та, что кристаллизуется в диорит, гранодиорит и гранит. В этих случаях охлаждение под землей может происходить медленно, давая время для формирования крупных кристаллов в остывающей магме. В других случаях менее вязкая магма, например шонкинит, может образовывать фенокристы авгита на глубине, а затем внедряться через вертикальный питающий дайк, который заканчивается лакколитом. Листовые интрузии, как правило, формируются перпендикулярно направлению наименьшего напряжения в вмещающих породах. Таким образом, лакколиты характерны для регионов, где происходит сжатие земной коры, и направление наименьшего напряжения вертикальное, в то время как в областях, испытывающих растяжение, чаще формируются дайки, поскольку направление наименьшего напряжения в этом случае горизонтальное. Например, лакколиты порфирового пояса Ортис в Нью-Мексико, вероятно, образовались во время сжатия Ларами в период от 33 до 36 миллионов лет назад. Когда сжатие Ларами позже сменилось растяжением, внедрение силлов и лакколитов уступило место внедрению даек. Датирование интрузий позволило определить момент в геологическом времени, когда сжатие сменилось растяжением.

Примеры

Помимо гор Генри, лаколиты встречаются на близлежащем плато Колорадо в горах Ла-Саль и горах Абахо. Наполненная и затвердевшая магматическая камера Торрес-дель-Пайне (Патагония) является одним из наиболее хорошо обнажённых лаколитов, сформировавшихся постепенно в результате горизонтальных гранит- и мафит-магматических интрузий на протяжении 162 ± 11 тысяч лет. Горизонтальные листовые интрузии питались вертикальными интрузиями. Небольшой сиенитовый лаколит Барбер-Хилл в Шарлотте, Вермонт, сопровождается несколькими вулканическими трахитовыми дайками. Молибденит также заметен в выходах пород на этом обнажённом лаколите. В парке штата Биг-Бенд Ранч, в юго-западной части, на наиболее видимом проявлении орогенеза Оуачита, расположен Солитарио. На итальянском острове Эльба обнаружена система лаколитов, образующая лаколитовую систему типа "рождественской елки", где единая магматическая система питания создала несколько лаколитов на разных уровнях земной коры.

Проблемы с восстановлением форм проникновений

Оригинальную форму интрузий бывает трудно восстановить. Например, ранее считалось, что Devils Tower в Вайоминге и Needle Rock в Колорадо представляют собой вулканические трубки, но дальнейшие исследования показали, что это эродированные лаколиты. В районе Devils Tower интрузия должна была остывать очень медленно, чтобы сформировать стройные, карандашообразные колонны фонолитового порфира, которые можно наблюдать сегодня. Однако эрозия удалила вышележащие и окружающие породы, поэтому невозможно реконструировать первоначальную форму магматической интрузии, которая может быть, а может и не быть остатком лаколита. В других местах, таких как горы Генри и другие изолированные горные массивы Колорадского плато, некоторые интрузии демонстрируют классическую форму лаколитов.

Инопланетные лаколиты

На поверхности Луны существует множество примеров потенциальных лаколоитов. Некоторые из них расположены в центре ударных кратеров и могут формироваться в процессе пост-ударной эволюции кратера. Лунные лаколоиты значительно шире, но менее толстые, чем земные, из-за более низкой гравитации Луны и более текучего магматизма. Потенциальные лаколоиты также были идентифицированы на Марсе, в западной части равнины Аркадия.