ВЯЗКОСТЬ ВОДОСОДЕРЖАЩИХ КИМБЕРЛИТОВЫХ И БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
Э.С. Персиков1, П.Г. Бухтияров1, А.Г. Сокол2
1Институт экспериментальной минералогии РАН, 142432, Черноголовка, Московская обл., ул. Академика Осипьяна, 4, Россия
persikov@iem.ac.ru
2Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, 630090, Новосибирск. просп. Академика Коптюга, 3, Россия
Ключевые слова: Вязкость, кимберлит, базальт, вода, температура, давление, расплав, модель, мантия, земная кора
Страницы: 1377-1387
Подраздел: ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И МИНЕРАЛОГИЯ
Аннотация
Получены новые экспериментальные данные по температурной и барической зависимостям вязкости водосодержащих модельных кимберлитовых расплавов (система: силикат 82 + карбонат 18 мас. %, степень деполимеризации - 100·NBO/ T = 313 - безводный состав, 100·NBO/ T = 247 - содержание воды 3 мас. %) при давлении Н2О, равном 100 МПа, и при литостатическом давлении 5.5 и 7.5 ГПа в температурном диапазоне 1300-1950 °С. Установлено, что зависимость вязкости таких расплавов от температуры соответствует экспоненциальному уравнению Аррениуса-Френкеля - Эйринга в исследованном диапазоне температур и давлений. Впервые установлен линейный рост энергий активации вязкого течения водосодержащих кимберлитовых расплавов с увеличением давления. Вязкость водосодержащих кимберлитовых расплавов экспоненциально растет в изотермических условиях ( Т = 1800 °С) почти на порядок величины с ростом давления от 100 МПа до 7.5 ГПа. Полученные экспериментальные данные по вязкости водосодержащих кимберлитовых расплавов (погрешность ± 30 отн. %) сравнены с прогнозными зависимостями вязкости безводных кимберлитовых и базальтовых расплавов (100·NBO/ T = 51.5), а также водосодержащих базальтовых расплавов (100·NBO/ T = 80). Показано, что при соизмеримых значениях температуры вязкость водосодержащих кимберлитовых расплавов при умеренном давлении ( Р = 100 МПа) почти на порядок величины меньше вязкости водосодержащих базальтовых расплавов, а при высоких давлениях ( Р = 7.5 ГПа), напротив, более чем в два раза больше вязкости водосодержащих базальтовых расплавов. Впервые установлено, что растворение воды в кимберлитовых расплавах в пределах ошибок измерений не оказывает принципиального влияния на изменения их вязкости как при умеренных (100 МПа), так и при высоких давлениях (до 7.5 ГПа). Тогда как вязкость базальтовых расплавов значительно снижается при растворении в них воды при умеренных давлениях (100 МПа), но при высоких давлениях ( Р > 3.5 ГПа) эффект растворенной воды также нивелируется.
DOI: 10.15372/GiG20170909 |
