Экспериментальное изучение вязкости расплавов магматических пород кислого и среднего составов при Т, Р параметрах земной коры

• Автор: Бухтияров, Павел Гаврилович
• Шифр специальности: 04.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ (современное состояние проблемы, постановка задачи)
Глава II . ТЕХНИКА И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
11.1 Метод падающего шарика
11.2 Радиационный вискозиметр
11.3 Методика измерения вязкости
11.4 Ротационный вискозиметр
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЯЗКОСТИ РАСПЛАВОВ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД КИСЛОГО И СРЕДНЕГО СОСТАВОВ И МОДЕЛЬНЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
111.1 Система гранит + Н20
111.2 Системы: гранитный расплав + Н20 + НС1,
гранитный расплав + Н20 + КаС1
111.3 Вязкость андезитоввых расплавов
111.4 Вязкость гетерогенных модельных систем
Глава IV. ОБОБЩЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ , КОНЦЕНТРАЦИОННОЙ И БАРИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТЕЙ ВЯЗКОСТИ МАГМА-

ТИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ КИСЛОГО И СРЕДНЕГО СОСТАВОВ
IV. 1. Температурная зависимость вязкости
IV.2. Зависимость вязкости расплавов от давления
IV.3. Концентрационная зависимость вязкости и
энергии активации вязкого течения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
Вязкость расплавов является одним из важнейших физикохимических свойств, которое существенно влияет на массо- и тсплоперенос в магматических системах и связанные с ними диффузию, конвекцию, электропроводимость, кристаллизацию и другие свойства. Вязкость магматических расплавов изменяется в широких пределах в зависимости от состава (~ 9 порядков ) и при сравнительно небольших изменениях температуры изменяется на несколько порядков. Большой диапазон изменения вязкости всегда привлекал исследователей, стремившихся использовать ее для получения сведений о структуре расплавов.
Огромное разнообразие по составу петрогенных и летучих компонентов, гетерофазность, широкий спектр температур и давлений являются главными особенностями существования магматических расплавов в природе. Очевидно, что охватить экспериментальными исследованиями все это многообразие совершенно не реально. При этом, строгая теория вязкости сложных многокомпонентных магматических систем еще не разработана, а существующие эмпирические методы расчета вязкости таких систем имеют точность, существенно меньшую, по сравнению с точностью экспериментальных данных.
Представленная работа посвящена экспериментальному исследованию вязкости магматических и модельных расплавов кислого и среднего состава в присутствии основных компонентов магматического флюида (вода, хлор, водород) при высоких давлениях и температурах, соответствующих расплавленному состоянию этих систем. Подробный анализ результатов будет представлен далее, а здесь лишь отметим большой вклад в экспериментальные исследования вязкости магматических расплавов Н.Боуэна, М.П.Воларовича,

измеряется электронным частотомером (7). Внешний цилиндр (2) диаметром 14,2 мм - стеклянный с мерными делениями, закреплен на пружинном динамометре (3). Крутящий момент измеряется по углу закручивания внешнего цилиндра в процессе опыта. Расчет вязкости производится по следующей формуле:
ц = М К / со ( 2.3 )
где:
М - крутящий момент , гр х см; со - угловая скорость , сек -1;
К - постоянная прибора, равная

К = —к

где: Ян и Г1В - радиусы наружного и внутреннего цилиндров, соответственно , см; Ь - высота слоя жидкости в зазоре между цилиндрами , см.
Измеряя в процессе опыта угловую скорость и крутящий момент по уравнению ( 2.3 ) расчитывается вязкость жидкости. Калибровка вискозиметра была проведена по калибровочным полиметилсиликоновым жидкостям, которые по своим реологическим свойствам близки к гели. Относительная погрешность измерения вязкости на ротационном вискозиметре не превышала ±5%. В системе жидкость + кристалл в качестве твердой фазы использовали толченный алунд ( АЬОз ) двух фракций 0,16 - 0,2 и 0,2 - 0,4 мм. Объемное количество кристаллической фазы определи по приращению объема жидкости за счет кристаллов после их перемешивания.
В системе жидкость + газ эксперименты проводились следующм образом: жидкость перемешивали с помощью мешалки, при этом в ней