部分熔融岩石粘性各向异性假说的实验检验

岩石行星的化学分异通过熔体从熔融区域分离而实现。然而，这一过程的力学机制复杂且尚未被完全理解。在经历剪切变形的部分熔融岩石中，颗粒间的熔体囊在应力场中一致排列；据推测，这种微观结构的各向异性会导致集合体粘度的各向异性。引入各向异性粘性后，连续介质两相流模型能够重现实验室实验中形成的富熔体条带的出现及其角度。在相同的理论框架下，这些模型还预测了由剪切应力梯度引起的样品尺度熔体迁移。在扭转变形下，熔体预期会向径向内侧偏析。本文展示了新的部分熔融岩石扭转变形实验，以检验这一预测。对熔体和固体分布的微观结构分析揭示了熔体分数的径向梯度，越靠近圆柱体中心熔体越多。这种径向熔体偏析的程度随应变的增加而增大，与理论一致。理论预测与实验观测之间的一致性为该理论提供了验证，这对理解地球大尺度地球动力学和地球化学演化至关重要。