地壳深熔作用又称重熔作用，是指地壳岩石在地壳温度和压力条件下的部分熔融作用——由于温度增高、压力降低或加入挥发性组分，使原先的固体岩石产生部分熔融，从而形成固—液两相的过程。地壳岩石的部分熔融作用类似于冰的融化，在冰点以下，水以固体冰的形式存在，由于冰的特殊物理性质，在升温或增压条件下，冰在越过冰点时，会发生融化作用（部分熔融），形成固-液-气三相共存体系。

    地壳深熔作用可以发生在不同的构造环境下，形成的物品表现为淡色花岗岩、混合岩和包裹在矿物中的长英质多晶包裹体（纳米花岗岩）。地幔岩石—橄榄岩的部分熔融作用，则是地球上另一类重要深熔作用，形成像长白山、五大连池等地的玄武质岩浆。

    在多数情况下，地壳岩石部分熔融产生的熔体较周围未熔残留体的密度要小，液相熔体可以从熔融区抽取、汇聚、迁移，形成规模较大的岩浆体，最后结晶固结，形成常见的岩浆岩体，如我国的黄山、泰山和福建东南沿海地区。另一种情况是少量熔体也可能保留在源区中，形成混合岩，如常见的泰山石等。

    在大陆地壳的温度压力条件下，变沉积岩是最容易发生部分熔融的岩石类型，是调制大陆深部地壳组成和结构变化的最重要的机制之一。我们团队在喜马拉雅造山带甄别出这两类地壳深熔模式：注水部分熔融和脱水部分熔融，是最常见、最普遍的深部地质过程，普遍发生在世界上其他造山带。两类部分熔融产生的熔体不仅在主量元素和微量元素上，而且在放射性同位素和高场强元素上都表现出系统差异性。在这两类部分熔融作用中，主要造岩矿物和副矿物溶解行为的差异性，是调控熔体地球化学特征的决定性因素。这一新成果，为科学家更加深入地理解大陆地壳深熔作用的地球化学行为及其深部过程，提供了重要的工具。

    除了变沉积岩，玄武质地壳物质是另外一类可发生较高程度部分熔融的岩石。在印度—欧亚大陆碰撞早期，形成喜马拉雅山链过程中，喜马拉雅山造山带下地壳玄武质岩石在始新世发生部分熔融，形成特殊的花岗岩，是增厚下地壳部分熔融的产物。该成果填补了喜马拉雅山造山带碰撞早期构造岩浆作用的空白，为理解大型碰撞造山带的早期构造演化过程中，深部地壳的物理和化学响应提供了重要的观测结果。

    除了上述的宏观花岗岩外，在苏鲁超高压造山带和喜马拉雅造山带，都发现了纳米花岗岩，为了解大陆地壳深部岩石的部分熔融作用及其物理和化学效应，提供了最直接的研究对象。成果也有助于深化理解碰撞造山带过程中深部/深附冲大陆地壳的物理和化学行为，有助于认识大型碰撞造山带作用中地壳物质的部分熔融行为、物质转移和成矿效应。

    （作者单位：中国地质科学院地质研究所）