下地壳部分熔融

陆壳总体成分是中性的，但是下地壳通常是基性的，在没有外来物质加入（如幔源岩浆底侵作用）的条件下，地壳的部分熔融是下地壳基性化的有效方式。地壳加厚是一个冷却过程，因为，地壳本身是冷的，尤其是在古老陆壳区。地壳的热通常来自深部地幔，深部热能向浅部传递的方式大体有三种：热传导（conduction）、热对流（convection）和平流（advection）（罗照华和梁涛，2005）。由于地壳是由长英质硅酸盐组成的，导热率很小，热传导的效率很低，如果没有额外的热加入，地壳将逐渐变冷（罗照华和梁涛，2005）。因此，随着地壳的加厚，按照正常的地热增温率，虽然温度增加了，但是，压力也随之增加（达到榴辉岩相），使之达不到熔融的固相线，不可能形成岩浆。因为，地壳加厚主要使物质发生相的转变，成分不会变化，因此，密度增加不大，例如榴辉岩相条件下仍然存在的长英质片麻岩。只有大量的长英质岩浆移出，才能使榴辉岩相的岩石向基性的成分转变，才能使其密度增加，才能拆沉。

对于角闪岩和榴辉岩或石榴石单辉岩来说，熔融主要受斜长石和角闪石不一致脱水熔融反应的制约，该变质反应主要取决于玄武质原岩的初始成分，而最主要的反应可能是：角闪石＋斜长石＝石榴石＋熔体（斜长石±新的±富铝的±角闪石（Wolf and Wyllie，1994）），该变质反应可以使下地壳密度增加到3.5 g/cm3（Wolf and Wyllie，1993）。研究表明，如果地壳厚度大（超过40～50km），上述反应产生的熔体与石榴石和金红石处于平衡（Xiong XL et al.，2005），如果地壳为正常厚度（30～40 km，Rudnick andFountain，1995；高山等，1999），下地壳基性岩部分熔融形成的中酸性岩浆岩与斜长石和角闪石处于平衡（Pati?o Douce and McCarthy，1998）。榴辉岩和地幔岩石在600 MPa和室温下的密度分别为3.43 g/cm3和3.29 g/cm3（Rudnick and Fountain，1995）。如果石榴石（密度为3.6～4.0 g/cm3，Hacker，1996）含量超过40％，下地壳的密度即可超过3.5 g/cm3，使其可以脱离贫石榴石的上覆地壳而沉入地幔（Wolf andWyllie，1993）。基性岩浆底侵于下地壳底部和下地壳部分熔融产生的残留体，经过麻粒岩相变质作用也会具有较高的密度（3.3～3.6 g/cm3，Rudnick，1995）。密度增加导致下地壳的重力不稳定，这时，在条件合适的情况下，密度大的富石榴石的下地壳即可脱离贫石榴石的上覆地壳而拆沉。