为什么长英质(花岗岩)熔岩在流动(或试图流动)时比镁铁质(玄武岩)熔岩更粘稠?

Question

较低的平均温度显然只是答案的一部分....

一些网站表示，主要的差异是成分而不是温度造成的。

粘度的差异可以达到7个数量级!!

为什么?

Answer 1

一些网站表示，主要的差异是成分而不是温度造成的。

他们是正确的。在所有其他因素相同的情况下，长英质岩浆更粘稠。这是较高的二氧化硅(SiO₂)熔体中的含量。

在熔体和岩石中，硅原子(几乎)总是被四面体形状的四个氧原子包围着。这些四面体具有极强的亲和力，可以相互结合，形成二氧化硅四面体的聚合网络。

二氧化硅越多=形成聚合网络的能力越强。增加二氧化硅含量也使二氧化硅聚合物的每一个实例更大和更长。

当你有一个低硅熔体(玄武岩)时，这些聚合二氧化硅网络很小，连接不好，所以移动它们很容易。一旦它们变大了，它们就很难移动了。所以粘度上升。

Answer 2

部分结晶产物是主要因素，铁和镁在镁铁质熔体中的含量是长英质熔体的许多倍。铁和镁含量最高的矿物质是橄榄石由于它们的微观结构(单个的二氧化硅四面体堆叠在一起形成不共享任何内部原子键的颗粒)，它们也非常柔软和光滑，这意味着它们在给定的温度下更容易在熔体中相互流动。长英化纤熔体的镁和铁含量低得多，钠、钾、锂、钙和硅含量相对较高，橄榄石含量很少，而钙含量高长石矿物它们具有非常不同的微观结构(它们由长链相互连接的二氧化硅四面体组成，它们的原子与聚合物相似，但熔点要高得多)，并且彼此之间流动的能力要小得多。

由于化学性质的这些差异，1000ᵒC的长英质熔体将比相同温度下的镁铁质熔体粘稠度高许多倍。另外，长英质熔体往往是饱和水，当它们在接近表面脱水时失去大量热量，因此观察时往往更冷，而且它们确实非常粘稠。长英质矿物结晶发生在较高的温度下，产生较低的结晶热，因此长英质熔体在凝固时冷却，而玄武岩，甚至更多的超镁铁质熔岩，在结晶时最初实际上会升高温度。