安东帕中囼/p>
金牌会员
已认?/p>
火山熔体(岩浆)皃strong style="box-sizing: border-box;">黏弹?/strong>性能直接决定了其是否会发生脆性破碎,从而控制喷发样式与相关灾害等级、/span>
对于相对低黏度但仍可出现爆炸性喷发的玄武质岩浆而言,理解其固态–液态转受/strong>尤为关键、/span>
硅酸盐熔体由不同交联程度 Si–O 四面体组成;结构弛豫时间(Si–O 键断?愈合)是控制固–液行为的核心参数:
应变速率 慢于松弛时间 黏性液佒/strong>
应变速率 快于松弛时间 弹性固佒/strong>
此前研究多聚焦高 SiO 流纹岩;本次工作利用振荡流变模式,对天然玄武岩熔体在宽温域内的黏弹响应进行系统约束、/span>
样品与实验方泔/span>
样品来源?023 年冰 Litli-Hrútur 火山裂隙喷发的新鲜熔岩流
主量成分:SiO 48.26 wt%;Al₂O 16.33 wt%;CaO 13.13 wt%;Fe₂O 10.26 wt%;Na₂O+K₂O 2.23 wt%(典型裂隙喷发玄武岩(/p>
仪器:安东帕高温流变仪系统FRS1800,同心圆筒测量系统,空气环境

?:FRS1800
实验流程9/strong>
样品兇span style="font-size: 18px;">重熔
冷却至目标温?/p>
→(1500 °C 1151 °C(/p>
在各温度台阶进行9/p>
振幅扫描
频率扫描
实验结果
振幅扫描
储能模量 G 与损耗模 G ?% 应变后基本稳宙/p>
响应在较宽应变范围内呈线性黏弹区,无显著结构破坏

?:在选定的超液相和亚液温度下,振幅扫描过程中的损耗模量G〃(方形)和储能模量G′(三角形)在大多数振幅下很稳定、/span>
频率扫描
超液相态温度:1500 °C / 1189 °C 以上
复数黏度 ∣η∣ 与稳态旋转黏度一致,不随频率变化*
表现为牛顿流体(Newtonian response(/span>
G G′,损耗因 tanδ > 100 主导为黏性液体,弹性成分可忽略

?:在超液体温度下通过频率扫描获得的复数黏?/p>

?:G′和G〃来自选定温度超液相和亚液温度的频率扫揎/p>
亚液相态温度:?189 °C,如 1151 °C
高频下黏度降 剪切变稀(shear thinning(/span>
G 明显增长,tanδ 下降 熔体进入黏弹 regime(仍 G > G′)
弹性成分的出现 + 频率依赖 晶体析出 & 颗粒–颗 / 颗粒–熔体相互作?/span>

?:在亚液相线温度下通过频率扫描获得的复数黏?/p>
核心结论
超液相?/strong>:玄武岩熔体 = 理想高黏度牛顿液体,无弹性贡?/p>
亚液相?/strong>:出现可 G 黏弹性状 + 剪切变稀
黏弹性并非仅靠黏度升高或 Si–O 聚合驱动;对低‑SiO 玄武岩,关键是晶体分数与颗粒相互作用(类比剪切增稠悬浮液机制(/p>
高应变率/高频与亚液相态晶体相共同控制岩浆脆–韧转变,对解释爆炸性玄武岩喷发具重要意么/p>
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