部分熔融的环境和时间尺度

部分熔融作为岩浆生成的最主要途径是无可争议的，问题是批式熔融、分离熔融、带状熔融的现实性究竟如何？根据对大量系统的微量元素资料的模拟、计算表明，这些熔融方式客观上都是存在的。往往，对于一组共生岩石，用不同熔融方式进行模拟时，只有一种是比较合适的，其余相差甚远。如前所述，带状熔融主要适用于幔源岩浆向上运移的熔融过程。

熔融过程的一个重要参数是在应力或静力条件下固体中熔体的稳定性， 早期的研究（如 Gast，1968；Sleep，1974）认为，对于低程度部分熔融， 少量熔体从大体积的残余固相中的分离是很困难的。如低于 1％—3％的部分熔融。与这一问题密切相关的是分离浮力、表面张力、硅酸盐熔体的粘度及裂隙的体积等。这是一个很复杂的问题，尚未很好解决。但最近的研究表明， 较低的熔融是有可能实现的。

熔融过程的另一个问题是过程是否达到了平衡。这主要取决于元素的扩

散系数和过程的持续时间。元素扩散的平均距离是 D·t，D为扩散系数，t

为时间。许多研究者测定了微量元素在固态矿物和熔体中的扩散系数，它明显的受研究对象的组成和压力的影响。在 1200℃时，典型的硅酸盐熔体和固体的扩散系数值分别在 10-7cm2s-1 和 10-12cm2s-1 数量级左右。按这一值估计， 对于 0.1—1 厘米大小颗粒的矿物，在晶体和熔体之间达到平衡大约需要 4

百年至 4 万年。大洋板块的平均运动速度为 2 厘米/年，这大致与地幔岩浆物

质上涌的速度相当，如果地幔岩浆产生的深度在 100 公里左右，那么岩浆到

达表面需经历 5×106 年，因此，只要熔体和固体的分离不是发生在很深部位，按上述分析估计，熔体和固体应该是达到平衡的，这大概适用于洋脊扩张地区的玄武岩浆。对于花岗岩，它是在地壳环境中形成，熔融经历的时间、扩散等动力学条件不是很清楚，根据岩相学上高级变质作用中矿物的平衡， 可以推断在花岗岩成因的深熔过程中，固熔体间微量元素也是可以达到平衡的。