Процесс трансформации базальта в эклогит рассматривается как главный, обеспечивающий субдукцию океанической плиты [7]: в процессе погружения до определенного интервала глубины происходит резкое увеличение плотности на 600 кг/м3, метаморфические реакции базальт-эклогитового перехода происходят либо по пути формирования лавсонитовых эклогитов (холодная трансформация), либо амфиболовых эклогитов (горячая транформация). Для архейских геодинамических обстановок с более высоким геотермическим градиентом эта трансформация происходит путем формирования амфиболовых Доархейская и архейская история Земли: этапы, геодинамика и зарождение литогенеза 42 ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ГЕОЛОГИЯ, 2010, № 2, ИЮЛЬ–ДЕКАБРЬ и амфибол-цоизитовых эклогитов, причем эта более «горячая» транcформация сопряжена с зонами пологой субдукции, а «холодная» послеархейская глаукофан-лавсонитовая трансформация сопряжена с зонами крутой субдукции океанических плит. Такая специализация вполне объясняет отсутствие голубосланцевого метаморфизма в архее [7].
Следует также отметить, что архейская «пологая субдукция» производила новую континентальную кору, океаническая плита полностью дезинтегрировалась на глубинах менее 200 км; послеархейская «крутая» субдукция зародилась вследствие постепенного охлаждения Земли, в результате произошло утонение океанической коры и увеличение крутизны погружающегося слэба, который доходил до границы «ядро – мантия» (с длительной остановкой на глубине 670 км). Так окончательно сформировалась нисходящая ветвь цикла Бертрана. Модель пологой субдукции получила существенную аргументацию, когда выяснилось, что архейские ТТГ-ассоциации по своим основным петрохимическим и геохимическим показателям являются аналогами адакитов – кайнозойских высокоглиноземистых кислых плагиопорфировых лав.
О мантийных плюмах в архее (и доархее) Как известно, различают два типа мантийно-плюмовых образований: 1) собственно плюмы – обширные регионы (и объемы!) поднятия горячей мантии; 2) горячие точки, над которыми фиксируются асейсмические хребты и цепи океанических островов шириной до ≤ 75 км.
Продукты плавления мантийных плюмов по составу четко отличаются от базальтов СОХ и островодужных систем. Это отличие предопределено тем, что температуры в головной части плюма на 200–250 °С выше, чем температура пассивного апвеллинга верхней мантии. Наиболее важной характеристикой эволюции мантийно-плюмового магматизма является уменьшение во времени (после архея) магнизиальности вулканитов. Фанерозойские плюмовые вулканиты имеют магнезиальность от MgO ≥ 12 вес.% (пикриты) до MgO 22–24 вес.% (коматииты). Для архея типичными являются вулканиты с MgO 12–18 вес.% (коматиитовые базальты) и с MgO 18–30 вес.% (коматииты). Но поскольку в разрезах зеленокаменных поясов архея коматииты тесно ассоциируют с толеитовыми базальтами, то неизбежный разрыв в ликвидусных температурах плавления можно объяснить только с позиций плавления мантийного плюма: в центральной (осевой) части образуются коматиитовые расплавы, поступающие с больших глубин, а в головной, менее высокотемпературной части генерируются толеитовые расплавы. Показателем связи коматиитов с глубинными мантийными плюмами являются высокие значения отношения 3He/4He, деплетированные геохимические характеристики, положительные значения εNd, что также указывает на деплетированный N-MORB-тип мантийного источника [7]. Очень важно подчеркнуть, что деплетированный характер коматиитового источника подтверждает модель очень быстрого в ходе аккреции или сразу после нее разделения Земли на оболочки (геосферы), когда и возник обширный магматический резервуар MORB-типа.
Послеархейские, особенно фанерозойские, вулканиты горячих точек существенно отличаются от архейских: они представляют вулканиты OIB-типа, обогащенные спектром высокозарядных некогерентных и редкоземельных элементов.