Lacolito

Un lacolito es un cuerpo de roca intrusiva con una superficie superior en forma de cúpula y una base nivelada, alimentada por un conducto desde abajo. Un lacolito se forma cuando el magma (roca fundida) que asciende a través de la corteza terrestre comienza a extenderse horizontalmente, separando los estratos de roca anfitriona . La presión del magma es lo suficientemente alta como para que los estratos suprayacentes se vean forzados a ascender, lo que le da al lacolito su forma de cúpula.

Con el tiempo, la erosión puede dejar expuesto el lacolito solidificado, que suele ser más resistente a la erosión que la roca madre. El lacolito expuesto forma entonces una colina o montaña. Las montañas Henry de Utah , EE. UU., son un ejemplo de una cadena montañosa compuesta por lacolitos expuestos. Fue aquí donde el geólogo Grove Karl Gilbert llevó a cabo un trabajo de campo pionero sobre este tipo de intrusión . Desde entonces, se han identificado montañas de lacolitos en muchas otras partes del mundo.

Descripción

Un lacolito es un tipo de intrusión ígnea que se forma cuando el magma se abre paso hacia arriba a través de la corteza terrestre , pero se enfría y se solidifica antes de llegar a la superficie. Los lacolitos se distinguen de otras intrusiones ígneas por su superficie superior en forma de cúpula y su base nivelada. Se supone que están alimentados por un conducto desde abajo, aunque este rara vez queda expuesto. ^[1]^[2] Cuando la roca anfitriona es volcánica, el lacolito se denomina criptodomo . ^[3] Los lacolitos se forman solo a una profundidad relativamente baja en la corteza, ^[4] generalmente a partir de magma de composición intermedia , aunque se conocen lacolitos de todas las composiciones, desde basalto pobre en sílice hasta riolita rica en sílice . ^[5]

Un lacolito se forma después de que se ha inyectado una intrusión inicial en forma de lámina entre capas de roca sedimentaria . Si la intrusión permanece limitada en tamaño, forma un umbral , en el que los estratos por encima y por debajo de la intrusión permanecen paralelos entre sí y la intrusión sigue teniendo forma de lámina. La intrusión comienza a levantar y abombar los estratos suprayacentes solo si el radio de la intrusión excede un radio crítico, que es aproximadamente: ^[6]

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

donde es la presión del magma, es la presión litostática (peso de la roca suprayacente), es el espesor de las rocas suprayacentes, y es la resistencia al corte de la roca suprayacente. Por ejemplo, en las montañas Henry de Utah , EE. UU., el geólogo Grove Karl Gilbert descubrió en 1877 que los umbrales siempre tenían un área menor a 1 kilómetro cuadrado (0,4 millas cuadradas), mientras que los lacolitos siempre tenían un área mayor a 1 kilómetro cuadrado. A partir de esto, Gilbert concluyó que los umbrales eran precursores de los lacolitos. Los lacolitos se formaron a partir de umbrales solo cuando se volvieron lo suficientemente grandes como para que la presión del magma obligara a los estratos suprayacentes a formar una cúpula hacia arriba. Gilbert también determinó que los lacolitos más grandes se formaron a mayor profundidad. ^[1] Tanto los lacolitos como los umbrales se clasifican como intrusiones concordantes , ya que la mayor parte de la intrusión no atraviesa los estratos de la roca anfitriona, sino que se introduce entre los estratos. ^[7] $Estilo de visualización P_{m}$ $Estilo de visualización P_{l}$ ${\estilo de visualización T}$ ${\estilo de visualización \tau}$

Estudios más recientes de lacolitos han confirmado las conclusiones básicas de Gilbert, a la vez que han refinado los detalles. Tanto los umbrales como los lacolitos tienen bordes romos en lugar de en forma de cuña, y los umbrales de las montañas Henry suelen tener hasta 10 metros (33 pies) de espesor, mientras que los lacolitos tienen hasta 200 metros (660 pies) de espesor. ^[8] La periferia de un lacolito puede ser lisa, pero también puede tener proyecciones en forma de dedos, consistentes con la inestabilidad de Rayleigh-Taylor del magma que empuja a lo largo de los estratos. ^[9] Un ejemplo de un lacolito con dedos es el lacolito Shonkin Sag en Montana , EE. UU. ^[4] Ahora se piensa que el radio crítico para la transición de umbral a lacolito se ve afectado por la viscosidad del magma (siendo mayor para el magma menos viscoso), así como por la resistencia de la roca madre. Una fórmula moderna para la forma de un lacolito es:

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

donde es la altura del techo del lacolito, es la aceleración de la gravedad, es el módulo elástico de la roca madre, es la distancia horizontal desde el centro del lacolito y es el radio exterior del lacolito. ^[4] Debido a su mayor espesor, que ralentiza la velocidad de enfriamiento, la roca de los lacolitos suele tener un grano más grueso que la roca de los umbrales. ^[5] ${\estilo de visualización z}$ ${\estilo de visualización g}$ ${\estilo de visualización B}$ ${\estilo de visualización r}$ $estilo de visualización r_{0}$

El crecimiento de los lacolitos puede tomar tan sólo unos pocos meses cuando está asociado con un único evento de inyección de magma, ^[10]^[11] o hasta cientos o miles de años si se producen múltiples pulsos magmáticos que apilan umbrales uno sobre el otro y deforman la roca madre de forma incremental. ^[12]

Con el tiempo, la erosión puede formar pequeñas colinas e incluso montañas alrededor de un pico central, ya que la roca intrusiva suele ser más resistente a la erosión que la roca madre. ^[13] Debido a que la colocación del lacolito forma una cúpula sobre los estratos suprayacentes, el relieve topográfico local aumenta y la erosión se acelera, de modo que los estratos suprayacentes se erosionan y exponen los núcleos intrusivos. ^[14]

Etimología

El término fue aplicado por primera vez como lacolita por Gilbert después de su estudio de intrusiones de diorita en las montañas Henry de Utah en aproximadamente 1875. ^[15]^[16] La palabra lacolito se derivó en 1875-1880, del griego lákko(s) 'estanque' más -lith 'piedra'. ^[17]

Dónde se forman los lacolitos

Los lacolitos tienden a formarse a profundidades relativamente bajas y en algunos casos están formados por magmas relativamente viscosos , como los que cristalizan en diorita , granodiorita y granito . En esos casos, el enfriamiento subterráneo puede ocurrir lentamente, dando tiempo para que se formen cristales más grandes en el magma que se enfría. En otros casos, el magma menos viscoso, como la shonkinita , puede formar fenocristales de augita en profundidad y luego inyectarse a través de un dique de alimentación vertical que termina en un lacolito. ^[18]

Las intrusiones laminares tienden a formarse perpendicularmente a la dirección de menor tensión en la roca del terreno en el que se intruyen. Por lo tanto, los lacolitos son característicos de las regiones donde la corteza se está comprimiendo y la dirección de menor tensión es vertical, mientras que las áreas donde la corteza está en tensión tienen más probabilidades de formar diques, ya que la dirección de menor tensión es entonces horizontal. Por ejemplo, los lacolitos del cinturón de pórfido Ortiz en Nuevo México probablemente se formaron durante la compresión Laramide de la región hace 33 a 36 millones de años. Cuando la compresión Laramide fue reemplazada más tarde por la extensión, el emplazamiento de umbrales y lacolitos fue reemplazado por el emplazamiento de diques. La datación de las intrusiones ha ayudado a determinar el punto en el tiempo geológico en el que la compresión fue reemplazada por la extensión. ^[19]

Ejemplos

Además de las montañas Henry, se encuentran montañas lacolitas en la cercana meseta de Colorado, en las montañas La Sal y las montañas Abajo . ^[14]

La cámara de magma rellena y solidificada de Torres del Paine ( Patagonia ) es uno de los lacolitos mejor expuestos, construido incrementalmente por intrusiones horizontales de magma granítico y máfico durante 162 ± 11 mil años. ^[20] Las intrusiones laminares horizontales fueron alimentadas por intrusiones verticales. ^[21]

El pequeño lacolito de sienita de Barber Hill en Charlotte, Vermont , tiene varios diques de traquita volcánica asociados. La molibdenita también es visible en afloramientos en este lacolito expuesto. En el parque estatal Big Bend Ranch , en el extremo visible más al suroeste de la orogenia Ouachita , se encuentra el Solitario . ^[22] Consiste en los restos erosionados de un lacolito, presumiblemente llamado así por la sensación de soledad que podrían tener los observadores dentro de la estructura, debido a la ilusión parcial de extensión infinita en todas las direcciones. ^[22]

Uno de los lacolitos más grandes de los Estados Unidos es Pine Valley Mountain, en el área silvestre de Pine Valley Mountain, cerca de St. George, Utah . ^[23]

En la isla italiana de Elba se expone un sistema de lacolitos que forman un sistema lacolito en "árbol de Navidad" en el que un único sistema de tuberías ígneas ha producido múltiples lacolitos en diferentes niveles de la corteza. ^[24]

Problemas para reconstruir formas de intrusiones

La forma original de las intrusiones puede ser difícil de reconstruir. Por ejemplo, se pensaba que Devils Tower en Wyoming y Needle Rock en Colorado eran cuellos volcánicos, pero estudios posteriores han sugerido que son lacolitos erosionados. ^[25]^[26] En Devils Tower , la intrusión tendría que haberse enfriado muy lentamente para formar las delgadas columnas de pórfido fonolítico en forma de lápiz que se ven hoy. Sin embargo, la erosión ha eliminado la roca suprayacente y circundante, por lo que es imposible reconstruir la forma original de la intrusión ígnea, que puede o no ser el remanente de un lacolito. En otras localidades, como en las montañas Henry y otras cadenas montañosas aisladas de la meseta de Colorado , algunas intrusiones tienen demostrablemente las formas clásicas de los lacolitos. ^[27]

Lacolitos extraterrestres

Existen muchos ejemplos de posibles lacolitos en la superficie de la Luna . Algunos están centrados en cráteres de impacto y pueden formarse como parte de la evolución posterior al impacto del cráter. ^[28] Otros se encuentran a lo largo de posibles fallas o fisuras. ^[29] Los lacolitos de la Luna son mucho más anchos pero menos gruesos que los de la Tierra, debido a la menor gravedad de la Luna y al magmatismo más fluido. ^[30]

También se han identificado posibles lacolitos en Marte , en el oeste de Arcadia Planitia . ^[31]

Galería

Lacolito de intrusión de dolerita en Sydney , Australia
Lacolito expuesto por la erosión de los estratos suprayacentes en Montana
El lacolito de monzonita rosa se introduce en los estratos grises del Cámbrico y Ordovícico cerca de Notch Peak , Utah ^[32]
El lacolito erosionado en la cima de Vitosha ^[33] , la montaña abovedada cerca de Sofía , Bulgaria

Véase también

Batolito : gran intrusión de roca ígnea
Lopolito – Intrusión ígnea lenticular con una región central deprimida
Stock – Intrusión ígnea más pequeña

Referencias

^ ab Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principios de petrología ígnea y metamórfica (2.ª ed.). Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. pp. 93–94. ISBN 9780521880060.
^ Leong, Goh Cheng (27 de octubre de 1995). Certificado en física y geografía humana; edición india. Oxford University Press. pág. 20. ISBN 978-0-19-562816-6.
^ Burchardt, Steffi; Mattsson, Tobías; Palma, J. Octavio; Galland, Olivier; Almqvist, Bjarne; Mair, Karen; Jerram, Dougal A.; Martillo, Øyvind; Sol, Yang (14 de agosto de 2019). "Crecimiento progresivo del criptodomo de Cerro Bayo, volcán Chachahuén, Argentina: implicaciones para la colocación de magma viscoso". Revista de investigación geofísica: Tierra sólida . 124 (8): 7934–7961. Código Bib : 2019JGRB..124.7934B. doi : 10.1029/2019JB017543 . ISSN 2169-9313.
^ abc Philpotts & Ague 2009, pág. 95.
^ desde Philpotts & Ague 2009, pág. 94.
^ Philpotts & Ague 2009, ecuación 4.4, p.94.
^ Philpotts y Ague 2009, págs. 79-80.
^ Johnson, Arvid M.; Pollard, David D. (julio de 1973). "Mecánica del crecimiento de algunas intrusiones lacolíticas en las montañas Henry, Utah, I". Tectonofísica . 18 (3–4): 261–309. doi :10.1016/0040-1951(73)90050-4.
^ Pollard, David D.; Muller, Otto H.; Dockstader, David R. (1 de marzo de 1975). "La forma y el crecimiento de las intrusiones de láminas digitadas". Boletín GSA . 86 (3): 351–363. Bibcode :1975GSAB...86..351P. doi :10.1130/0016-7606(1975)86<351:TFAGOF>2.0.CO;2.
^ Castro, Jonathan M.; Cordonnier, Benoit; Schipper, C. Ian; Tuffen, Hugh; Baumann, Tobias S.; Feisel, Yves (diciembre de 2016). "Intrusión rápida de lacolitos impulsada por una erupción volcánica explosiva". Nature Communications . 7 (1): 13585. Bibcode :2016NatCo...713585C. doi :10.1038/ncomms13585. ISSN 2041-1723. PMC 5123016 . PMID 27876800.
^ Mattsson, Tobías; Burchardt, Steffi; Almqvist, Bjarne SG; Ronchin, Erika (5 de febrero de 2018). "Fracturación por emplazamiento de sincronización en Sandfell Laccolith, este de Islandia: implicaciones para el crecimiento de la intrusión de riolita y los peligros volcánicos". Fronteras en las Ciencias de la Tierra . 6 : 5. Código Bib : 2018FrEaS...6....5M. doi : 10.3389/feart.2018.00005 . hdl : 10023/20984 . ISSN 2296-6463.
^ Morgan, Sven; Stanik, Amy; Horsman, Eric; Tikoff, Basil; de Saint Blanquat, Michel; Habert, Guillaume (abril de 2008). "Emplazamiento de múltiples capas de magma y deformación de la roca de la pared: intrusión de Trachyte Mesa, montañas Henry, Utah". Revista de geología estructural . 30 (4): 491–512. Código Bibliográfico :2008JSG....30..491M. doi :10.1016/j.jsg.2008.01.005.
^ Fillmore, Robert (2010). Evolución geológica de la meseta de Colorado en el este de Utah y el oeste de Colorado, incluidos el río San Juan, Natural Bridges, Canyonlands, Arches y Book Cliffs . Salt Lake City: University of Utah Press. págs. 288-289. ISBN 9781607810049.
^ desde Fillmore 2010, págs. 292–293.
^ Gilbert, GK (1877). "Geología de las montañas Henry". Monografía . Washington, DC, págs. i-160. doi : 10.3133/70038096 .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
^ Aber, James S. "Grove Karl Gilbert". academic.emporia.edu . Consultado el 29 de diciembre de 2018 .
^ "lacolito". dictionary.com . Consultado el 29 de diciembre de 2018 .
^ "Beall, Joseph J." "Estratificación pseudorítmica en el lacolito alcalino-gabro de Square Butte". American Mineralogist. 57:7-8 (julio-agosto de 1972).
^ Maynard, Steven R. (febrero de 2005). "Lacolitos del cinturón de pórfido de Ortiz, condado de Santa Fe, Nuevo México" (PDF) . Geología de Nuevo México . 27 (1) . Consultado el 8 de junio de 2020 .
^ Leuthold, Julien; Müntener, Othmar; Baumgartner, Lukas; Putlitz, Benita; Ovtcharova, Maria; Schaltegger, Urs (2012). "Construcción resuelta en el tiempo de un lacolito bimodal (Torres del Paine, Patagonia)". Earth and Planetary Science Letters . 325–326: 85–92. Código Bibliográfico :2012E&PSL.325...85L. doi :10.1016/j.epsl.2012.01.032.
^ Leuthold, Julien; Müntener, Othmar; Baumgartner, Lukas; Putlitz, Benita (2014). "Restricciones petrológicas en el reciclaje de depósitos de cristales máficos e intrusión de sills trenzados en el Complejo Máfico Torres del Paine (Patagonia)" (PDF) . Revista de Petrología . 55 (5): 917–949. Bibcode :2014JPet...55..917L. doi :10.1093/petrology/egu011. hdl : 20.500.11850/103136 .
^ ab Spearing, Darwin. Geología de las carreteras de Texas . 1991. Mountain Press Publishing Company. ISBN 978-0-87842-265-4 .
^ Cook, EF (1957). "Geología de las montañas Pine Valley, Utah". Estudios geológicos y mineralógicos de Utah (58): 1–111.
^ Rocchi, Sergio; Westerman, David S.; Dini, Andrea; Innocenti, Fabrizio; Tonarini, Sonia (1 de noviembre de 2002). "Crecimiento en dos etapas de lacolitos en la isla de Elba, Italia". Geología . 30 (11): 983–986. Bibcode :2002Geo....30..983R. doi :10.1130/0091-7613(2002)030<0983:TSGOLA>2.0.CO;2.
^ Vitaliano, Dorothy B. "Geomitología: orígenes geológicos de mitos y leyendas" en Mito y geología , ed. L. Piccardi y WB Masse, pág. 1. Sociedad Geológica de Londres. ISBN 978-1-86239-216-8
^ "Noe, DC y Alexander T. Klink. OF-15-06 Mapa geológico del cuadrángulo Crawford, condados de Delta y Montrose, Colorado. 1:24 000". Servicio Geológico de Colorado . Consultado el 26 de julio de 2019 .
^ Jackson, Marie D.; Pollard, David D. (1 de enero de 1988). "La controversia sobre el stock de lacolitos: nuevos resultados de las montañas Henry del sur, Utah". Boletín GSA . 100 (1): 117–139. Código Bibliográfico :1988GSAB..100..117J. doi :10.1130/0016-7606(1988)100<0117:TLSCNR>2.3.CO;2.
^ Wichman, RW y Schultz, PH (1996) Lacolitos centrados en cráteres en la Luna: modelado de la profundidad de intrusión y la presión magmática en el cráter Taruntius , Icarus, Volumen 122, Número 1, julio de 1996, páginas 193-199. doi :10.1006/icar.1996.0118
^ Wöhler, Christian; Lena, Raffaello (diciembre de 2009). "Cúpulas intrusivas lunares: análisis morfométrico y modelado de lacolitos". Icarus . 204 (2): 381–398. Bibcode :2009Icar..204..381W. doi :10.1016/j.icarus.2009.07.031.
^ Michaut, Chloé (17 de mayo de 2011). "Dinámica de las intrusiones magmáticas en la corteza superior: teoría y aplicaciones a los lacolitos en la Tierra y la Luna" (PDF) . Journal of Geophysical Research . 116 (B5): B05205. Bibcode :2011JGRB..116.5205M. doi :10.1029/2010JB008108.
^ Michaut, Chloé; Baratoux, David; Thorey, Clément (julio de 2013). «Intrusiones magmáticas y deglaciación en latitudes medias de las llanuras septentrionales de Marte». Icarus . 225 (1): 602–613. Bibcode :2013Icar..225..602M. doi :10.1016/j.icarus.2013.04.015.
^ Nabelek, Peter I. (2007). "Evolución de fluidos y cinética de reacciones metamórficas en aureolas de contacto de calcosilicato: de H2O a CO2 y viceversa". Geología . 35 (10): 927. Bibcode :2007Geo....35..927N. doi :10.1130/G24051A.1.
^ Georgiev, N.; Henry, B.; Jordanova, N.; Jordanova, D.; Naydenov, K. (2014). "Condiciones de emplazamiento y formación de tejido de plutones a partir del análisis estructural y de tejido magnético: un estudio de caso del plutón Plana (Bulgaria central)". Tectonofísica . 629 : 138–154. Código Bibliográfico :2014Tectp.629..138G. doi :10.1016/j.tecto.2014.02.018.

Lectura adicional

Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrología: ígnea, sedimentaria y metamórfica (2.ª ed.). Nueva York: WH Freeman. págs. 13-15. ISBN 0-7167-2438-3.
Friedman, Jules D.; Huffman, Curtis Jr., eds. (1998). "Complejos lacolitos del sureste de Utah: época de emplazamiento y configuración tectónica — Actas del taller". Boletín del Servicio Geológico de los Estados Unidos . doi : 10.3133/ B2158 .
Hyndman, DW; Alt, D. (noviembre de 1987). "Diques radiales, lacolitos y modelos de gelatina". Revista de geología . 95 (6): 763–774. Bibcode :1987JG.....95..763H. doi :10.1086/629176. S2CID 128562770.

Enlaces externos

La definición del diccionario de lacolito en Wikcionario