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火山熔体（岩浆）的黏弹性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。
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–液态转变尤为关键。
硅酸盐熔体由不同交联程度的 Si–O 四面体组成；结构弛豫时间（Si–O 键断裂/愈合）是控制固–液行为的核心参数：
应变速率 慢于松弛时间 → 黏性液体
应变速率 快于松弛时间 → 弹性固体
此前研究多聚焦高 SiO₂ 流纹岩；本次工作首次利用振荡流变模式，对天然玄武岩熔体在宽温域内的黏弹响应进行系统约束。
样品与实验方法
✅ 样品来源：2023 年冰岛 Litli-Hrútur 火山裂隙喷发的新鲜熔岩流
✅ 主量成分：SiO₂ 48.26 wt%；Al₂O₃ 16.33 wt%；CaO 13.13 wt%；Fe₂O₃ 10.26 wt%；Na₂O+K₂O 2.23 wt%（典型裂隙喷发玄武岩）
✅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
图1：FRS1800
✅ 实验流程：
→ 样品先完全重熔
→ 冷却至目标温度
→（1500 °C → 1151 °C）
→ 在各温度台阶进行：
振幅扫描
频率扫描
实验结果
▶ 振幅扫描
储能模量 G′ 与损耗模量 G″ 在 ≥1% 应变后基本稳定
响应在较宽应变范围内呈线性黏弹区，无显著结构破坏
图2：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。
▶ 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）
G″ ≫ G′，损耗因子 tanδ > 100 → 主导为黏性液体，弹性成分可忽略
图3：在超液体温度下通过频率扫描获得的复数黏度
图4：G′和G〃来自选定温度超液相和亚液温度的频率扫描
✔ 亚液相态温度：≤1189 °C，如 1151 °C
高频下黏度降低 → 剪切变稀（shear thinning）
G′ 明显增长，tanδ 下降 → 熔体进入黏弹性 regime（仍 G″ > G′）
弹性成分的出现 + 频率依赖性 ↔ 晶体析出 & 颗粒–颗粒 / 颗粒–熔体相互作用
图5：在亚液相线温度下通过频率扫描获得的复数黏度
核心结论
超液相态：玄武岩熔体 = 理想高黏度牛顿液体，无弹性贡献
亚液相态：出现可测 G′ → 黏弹性状态 + 剪切变稀
黏弹性并非仅靠黏度升高或 Si–O 聚合驱动；对低‑SiO₂ 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）
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义
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