EVOLUZIONE TETTONICA E MAGMATICA DELLE PERIDOTITI ERRO-TOBBIO (GRUPPO DI VOLTRI). Giovanni B. PICCARDO

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1 EVOLUZIONE TETTONICA E MAGMATICA DELLE PERIDOTITI ERRO-TOBBIO (GRUPPO DI VOLTRI). Giovanni B. PICCARDO

2 INTRODUZIONE E STATO DELLE CONOSCENZE

3 RICOSTRUZIONE PALEOGEOGRAFICA DELLA TETIDE LIGURE (Giurassico superiore) ERRO TOBBIO

4 LE CONOSCENZE al 1993 (Drury et al., 1990; Vissers et al., 1991; Hoogerduijn et al., 1993) -Le peridotiti Erro-Tobbio rappresentano un frammento di mantello litosferico sottocontinentale messo in posto a livelli crostali durante il rifting e l apertura del bacino oceanico Ligure-Piemontese; - Le litologie dominanti non serpentinizzate sono lherzoliti a spinello, lherzoliti a plagioclasio e duniti; - I protoliti, rappresentati da peridotiti granulari a spinello, sono attraversati da 5 generazioni di strutture di shear estensionale, con diversa associazione mineralogica: - peridotiti granulari a spinello (T = C, facies a spinello); - peridotiti tettonitiche a spinello (T = C); -Peridotiti milonitiche a plagioclasio ( C); -Peridotiti tettoniti milonitizzate a plagioclasio (T = C); - Miloniti ad orneblenda (T = C); - Miloniti a serpentino (T < 500 C). Le peridotiti Erro-Tobbio risalirono lungo una traiettoria di subsolidus, con decremento di temperatura: una simile traiettoria P-T e tipica di sezioni di mantello che risalgono come footwall di un sistema estensionale asimmetrico dominato da simple shear.

5 MAPPA DELL AREA GORZENTE - PRAGLIA Panorama Point Torrente Gorzente Nord Guado Piani di Praglia

6 MAPPA DETTAGLIATA DELL AREA GORZENTE DISTRIBUZIONE DELLE LITOLOGIE PRESENTI Panorama Point Peridotiti granulari Protoliti di mantello Peridotiti tettonitiche Peridotiti indifferenziate Miloniti Serpentinitiche (Unita Erro-Tobbio) Serpentinoscisti antigoritici (Unita Beigua) Guado

7 RECENTI CONTRIBUTI 1) E stata riconosciuta la presenza di masse di grande estensione di peridotiti reattive a spinello, di peridotiti impregnate a plagioclasio e di duniti di sostituzione, derivate dall interazione fra peridotite e fusi astenosferici percolanti per flusso poroso (Piccardo et al., 2004). 2) E stato riconosciuta la presenza di peridotiti a spinello di tipo reattivo derivate dall interazione della peridotite con un fuso percolante (Rampone et al., 2004). 3) Sono stati presentati dati isotopici su tettoniti-miloniti a plagioclasio, che forniscono un eta Permiana ( Ma), interpretata come l eta di transizione di subsolidus da facies a spinello a facies a plagioclasio (Rampone et al., 2005). 4) Sono state studiate piccole intrusioni di cumuliti ultrafemiche e gabbriche ad affinita N-MORB, che forniscono eta Sm-Nd Giurassica Inferiore (circa 180 Ma) (Borghini et al., 2005).

8 LO STATO ATTUALE DELLE CONOSCENZE (Piccardo et al., 2006) Un programma integrato interdisciplinare di ricerche geologicostrutturali di terreno, petrografiche e microstrutturali, petrologiche e geochimiche ha investigato: 1) Le litologie presenti 2) I loro rapporti geometrici sul terreno 3) Le caratteristiche petrologiche-geochimiche delle litologie principali 4) La composizione dei fusi presenti durante le fasi magmatiche 5) La ricostruzione dell evoluzione geodinamica IL PRESENTE SEMINARIO E FONDAMENTALMENTE BASATO SUI RISULTATI DI QUESTO PROGRAMMA

9 LE LITOLOGIE LITOSFERICHE PRE-ESISTENTI I PROCESSI DI INTERAZIONE FUSO- PERIDOTITE

10 LE LERZHOLITI A SPINELLO LITOSFERICHE ALCUNE CARATTERISTICHE DI TERRENO E PETROGRAFICHE- STRUTTURALI

11 LE LHERZOLITI LITOSFERICHE A SPINELLO I caratteri distintivi: 1) Composizione lherzolitica a spinello; 2) Struttura da granulare a porfiroclastica, spesso deformata; 3) Presenza di bande di pirosseniti a spinello, a volte piegate in modo isoclinale: indicano l intrusione, a profondita di facies a spinello, di fusi basaltici; 4) Formazione di tettoniti-miloniti a spinello lungo zone di shear. Al microscopio: 1) Presenza di concrescimenti (clusters) di opx+sp: derivano da ricristallizzazione in facies a spinello di un precedente granato; 2) Presenza di sottili essoluzioni vermicolari di sp al bordo dei porfiroclasti di opx: indicano l essoluzione di componenti Mg- Tschermakitiche, sotto forme di spinello, da un precedente opx piu alluminifero, stabile a temperature piu elevate.

12 LE LHERZOLITI LITOSFERICHE A SPINELLO ASPETTI DI TERRENO

13 Peridotite litosferica a spinello

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16 Peridotite tettonitica a spinello Peridotite milonitica a spinello

17 LE LHERZOLITI LITOSFERICHE A SPINELLO Queste lherzoliti rappresentano il protolite del mantello litosferico, preesistente ai processi di interazione fusoperidotite che interessarono in seguito la peridotite. Le caratteristiche petrografiche e micro-strutturali indicano la risalita della peridotite da livelli profondi (astenosferici?) in facies a granato, e la successiva ricristallizzazione nella litosfera in facies a spinello (trasformazione granato -> opx+sp), in condizioni di T decrescente (essoluzione di sp da opx alluminifero). QUESTE LHERZOLITI DERIVANO DAL MANTELLO ASTENOSFERICO A GRANATO ACCRETO ALLA LITOSFERA E RICRISTALLIZZATO IN FACIES A SPINELLO

18 LE LITOLOGIE PRODOTTE DA PROCESSI DI INTERAZIONE FUSO- PERIDOTITE

19 LE HARZBURGITI GRANULARI A SPINELLO

20 LE HARZBURGITI GRANULARI A SPINELLO I caratteri distintivi: 1) Composizione harzburgitica a spinello, con cpx molto variabile in percentuale (da 1 a 10%); 2) Struttura granulare a grana grossa; 3) Dissoluzione delle bande di pirosseniti a spinello della preesistente lherzolite; la loro esistenza nelle peridotiti pre-esistenti e testimoniata dalla presenza di allineamenti di spinello relitto. Al microscopio: 1) Presenza di microstrutture di reazione fuso-peridotite: bordi di nuova olivina indeformata attorno ai porfiroclasti essoluti e deformati di ortopirosseno e clinopirosseno; 2) Presenza di strutture relitte del protolite: i) concrescimenti (clusters) di opx+sp, ii) essoluzioni di sp nei porfiroclasti di opx.

21 LE HARZBURGITI GRANULARI A SPINELLO ASPETTI DI TERRENO

22 Harzburgite granulare reattiva Bande pirossenitiche completamente disciolte

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24 LE HARZBURGITI GRANULARI A SPINELLO CARATTERISTICHE PETROGRAFICHE E MICROSTRUTTURALI

25 Bordo di nuova olivina indeformata che sostituisce un porfiroclasto essoluto di opx

26 Digitazione di nuova olivina indeformata che sostituisce un porfiroclasto di opx

27 Cristallo di nuova olivina fra porfiroclasti essoluti di pirosseni di mantello

28 Cristallo di nuova olivina che sostituisce un porfiroclasto molto deformato e kinkato di opx: questa struttura indica che le percolazione reattiva e successiva alla deformazione che trasforma le lherzoliti lithosferiche in tettoniti e spinello

29 Cristallo di nuova olivina che sostituisce un porfiroclasto molto deformato e kinkato di opx: questa struttura indica che le percolazione reattiva e successiva alla deformazione che trasforma le lherzoliti litosferiche in tettoniti a spinello

30 Cristallo di nuova olivina che sostituisce un porfiroclasto molto deformato e kinkato di opx: questa struttura indica che le percolazione reattiva e successiva alla deformazione che trasforma le lherzoliti litosferiche in tettoniti a spinello

31 LE HARZBURGITI GRANULARI (REATTIVE) SPINELLO Le strutture di dissoluzione dei pirosseni e di formazione di olivina indicano processi di interazione fuso/peridotite, da parte di un fuso sottosaturo in pirosseni e silice. I relitti microstrutturali del protolite e la dissoluzione delle bande pirossenitiche indicano che la percolazione reattiva avvenne su una preesistente peridotite litosferica. Le strutture di reazione su pirosseni molto deformati di tettoniti a spinello indica che la percolazione reattiva fu successiva alla deformazione delle zone di shear. QUESTE PERIDOTITI REATTIVE SONO STATE FORMATE DALLA PERCOLAZIONE REATTIVA DI UN FUSO SOTTOSATURO IN PIROSSENI E SILICE, IN TEMPI SUCCESSIVI ALLA DEFORMAZIONE

32 LE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO

33 LE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO I caratteri distintivi: 1) Composizione ricca in plagioclasio, in concentrazioni variabili fino ad oltre il 25%. 2) Struttura granulare, a volte foliata con il plagioclasio concentrato in banderelle allungate lungo la foliazione. Al microscopio: 1) Presenza di plaghe di opx che sostituiscono l olivina di mantello; 2) Presenza di cristalli di plagioclasio indeformati che tagliano l olivina deformata di mantello; 3) Presenza di strutture di reazione fuso-peridotite: bordi (corone) di opx+plg che sostituiscono parzialmente i porfiroclasti deformati di cpx di mantello; 4) Presenza di piccole plaghe interstiziali, a volte in forma di aggregati microsimplectitici, di opx+plg, e di piccole tasche micro-gabbro-noritiche (a opx+plg).

34 LE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO ASPETTI DI TERRENO

35 Peridotite a spinello Peridotite a plagioclasio

36 Peridotite impregnata a plagioclasio Peridotite granulare a spinello

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42 LE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO CARATTERISTICHE PETROGRAFICHE E MICROSTRUTTURALI

43 Corona di opx attorno a porfiroclasto essoluto di cpx: reazione fra un fuso saturo in opx (silice), ma sottosaturo in cpx, e il porfiroclasto di cpx di mantello

44 Corona di opx attorno a porfiroclasto di cpx: reazione fra un fuso saturo in opx (silice), ma sottosaturo in cpx, e il porfiroclasto di cpx di mantello

45 Corona di opx attorno a porfiroclasto di cpx: reazione fra un fuso saturo in opx (silice), ma sottosaturo in cpx, e il porfiroclasto di cpx di mantello

46 Bordo di opx fra porfiroclasti di cpx e di ol: reazione fra un fuso saturo in opx (silice), ma sottosaturo in cpx, e il porfiroclasto di cpx di mantello

47 Plaga millimetrica di simplectite a opx+plg che ha sostituito quasi completamente un porfiroclasto di cpx di mantello

48 Bordo di plg fra sp e ol: notare il sottile bordo di opx sull ol, formato per reazione fuso-olivina. Questa struttura indica che plg e ol non sono all equilibrio, come sono se la struttura rappresenta la reazione metamorfica px+sp -> ol+plg.

49 LE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO Queste peridotiti sono rocce ibride, cioe composte da una sp-peridotite in cui un fuso percolante ha cristallizzato plagioclasio e materiale gabbro-noritico (opx+plg). Il fuso basaltico ha inizialmente percolato la roccia peridotitica, interagendo con olivina e cpx, e poi ha iniziato a cristallizzare materiale micro-gabbrico. Le reazioni mineralogiche (reazione del fuso percolante con olivina e cpx e formazione di opx) indicano che il fuso era saturo in opx (silice), ma non in cpx. QUESTE PERIDOTITI ARRICCHITE IN PLAGIOCLASIO E MATERIALE MICRO- GABBRICO DERIVANO DALL IMPREGNAZIONE (RIFERTILIZZAZIONE DI SP-PERIDOTITI DA PARTE DI UN FUSO SATURO IN SILICE

50 LE DUNITI A SPINELLO DI SOSTITUZIONE

51 LE DUNITI A SPINELLO DI SOSTITUZIONE I caratteri distintivi: 1) Composizione esclusivamente formata da olivina e spinello; 2) Struttura granulare, a grana grossa, con l olivina che puo raggiungere dimensioni centimetriche; 3) Contatti netti con la peridotite incassante; 4) Andamento generalmente concordante con fasce fortemente deformate delle rocce preesistenti, sia fasce di shear a struttura milonitica in facies a spinello, che fasce deformate in peridotiti a plagioclasio; 5) Andamento discordante con la foliazione della peridotite incassante e le bande pirossenitiche: treni di spinello proseguono indeformate dalla peridotite incassante all interno della banda dunitica, indicando chiaramente l origine per sostituzione di queste bande.

52 LE DUNITI A SPINELLO DI SOSTITUZIONE ASPETTI DI TERRENO

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54 Dunite a spinello Harzburgite granulare a spinello Dunite a spinello

55 Dunite a spinello Allineamento di spinelli Banda pirossenitica Peridotite tettonitica a spinello

56 Peridotite tettonitica a spinello Peridotite tettonitica a spinello foliazione Dunite a spinello Dunite a spinello Dunite a spinello

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62 LE DUNITI A SPINELLO DI SOSTITUZIONE Queste bande e canali di dunite sono state formate dalla percolazione focalizzata lungo discontinuita strutturali e composizionali di fusi sottosaturi in pirosseni, che hanno provocato la dissoluzione totale dei pirosseni della peridotite attraversata. Questi canali ad alta porosita e permeabilita sono stati in seguito utilizzati da fusi astenosferici per risalire a velocita piu elevate. Rari filoncelli gabbrici accompagnano le duniti: essi possono rappresentare la cristallizzazione intrusiva dei fusi che percolavano nelle duniti e furono espulsi. QUESTE DUNITI DI SOSTITUZIONE SI SONO FORMATE PER PERCOLAZIONE FOCALIZZATA DI FUSI SOTTOSATURI IN PIROSSENI E SILICE

63 L EVOLUZIONE TETTONICO- METAMORFICA E MAGMATICA SUCCESSIVA AI PROCESSI DI INTERAZIONE FUSO-PERIDOTITE

64 L EVOLUZIONE TETTONICO- METAMORFICA LE TETTONITI-MILONITI IN FACIES A PLAGIOCLASIO ASPETTI DI TERRENO

65 Peridotite a plagioclasio foliata Tettonite-milonite a plg, deformazione post-impregnazionme PLG OPX

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71 L EVOLUZIONE MAGMATICA PRECOCE LE INTRUSIONI DI FILONI GABBRICI E PICCOLI CORPI DI CUMULATI FEMICI- ULTRAFEMICI

72 LE INTRUSIONI GABBRICHE Filoni e piccoli corpi decametrici di gabbri olivinici e, piu raramente, di Fe-gabbri intrudono le peridotiti di Erro-Tobbio (Piccardo, 1984; Hoogerduijn Strating et al., 1990, Borghini et al., 2006): essi mostrano una chiara affinita MORB per i fusi capostipiti. Essi mostrano contatti intrusivi primari con tutti i tipi di rocce precedenti: in alcuni casi, essi tagliano peridotiti tettonitiche ricche in plagioclasio, indicando che essi furono intrusi successivamente alla forte deformazione che produsse queste rocce, dopo il processo di impregnazione. Le rocce gabbriche si intrusero presumibilmente a condizioni di facies a plagioclasio: stime geobarometriche indicano (Borghini et al., 2006) pressioni di intrusione di circa GPa. I dati geocronologici disponibili su queste rocce intrusive MORB indicano eta Sm-Nd di 180+/-14 Ma per l evento intrusivo MORB (Rampone et al., 2005).

73 L EVOLUZIONE TETTONICO- METAMORFICA TARDIVA LE MILONITI IN FACIES A ANFIBOLO E CLORITE ASPETTI DI TERRENO

74 Ex-Pirossenite Allineamento di sp Dunite foliata a clorite su spinello Peridotite milonitica a clorite e anfibolo

75 L EVOLUZIONE MAGMATICA TARDIVA L INTRUSIONE DI FILONI BASALTICI

76 I FILONI BASALTICI Occasionalmente, sono presenti dicchi basaltici porfirici a grana fine-media che mostrano affinita geochimica MORB (Piccardo, 1984; Hoogerduijn Strating et al., 1990). Essi sono intrusi frequentemente lungo fasce serpentinitiche e sono trasformati in rocce eclogitiche, che preservano composizioni basaltiche con Na, e in rocce rodingitiche, che mostrano composizioni fortemente arricchite in Ca e impoverite in alcali e silice. Questo fatto sembra indicare che le rocce basaltiche furono intruse: i) dopo la serpentinizzazione delle peridotiti e quindi mantennero inalterata la loro composizione chimica; ii) prima della serpentinizzazione delle peridotiti e quindi la loro composizione chimica fu modificata durante i processi di alterazione oceanica (serpentinizzazione). L intrusione dei filoni basaltici rappresenta l ultimo evento magmatico, quando le peridotiti erano presso il fondo dell oceano.

77 SOMMARIO DEI DATI DI TERRENO Sono presenti: 1) PROTOLITI DI MANTELLO LITOSFERICO, peridotiti a spinello; 2) PERIDOTITI TETTONITICHE-MILONITICHE A SPINELLO, derivate da deformazione estensionale delle peridotiti granulari; 3) PERIDOTITI GRANULARI REATTIVE A SPINELLO, che si formano a spese delle peridotiti litosferiche e delle peridotiti tettonitiche a spinello; 4) PERIDOTITI IMPREGNATE A PLAGIOCLASIO che si formano a spese delle peridotiti litosferiche, delle tettoniti a spinello e delle peridotiti reattive; 5) DUNITI A SPINELLO che si formano a spese delle peridotiti a plagioclasio, delle peridotiti granulati, delle tettoniti a spinello e delle peridotiti reattive; 6) TETTONITI-MILONITI A PLAGIOCLASIO, che deformano tutte le litologie preesistenti; 7) FILONI GABBRICI E PICCOLE INTRUSIONI FEMICHE- ULTREFEMICHE, che intrudono le tettoniti-miloniti a plagioclasio; 8) MILONITI AD ANFIBOLO E CLORITE, che rappresentano gli stadi piu superficiali dell evoluzione tettonico-metamorfica pre-serpentinizzazione.

78 ALCUNE DEDUZIONI 1) I protoliti di mantello litosferico, le peridotiti granulari-porfiroclastiche a spinello, con bande pirossenitiche, hanno subito deformazione estensionale in facies a spinello, con formazione di tettoniti-miloniti a spinello; 2) Le peridotiti litosferiche e le tettoniti-miloniti a spinello hanno subito percolazione diffusa da parte di fusi astenosferici e processi di interazione fuso/peridotite, e sono state trasformate in peridotiti reattive granulari; 3) Protoliti litosferici e peridotiti reattive granulari sono stati percolati per flusso poroso diffuso da fusi astenosferici, che le hanno impregnate e rifertilizzate mediante cristallizzazione interstiziale di plagioclasio e di aggregati micro-gabbro-noritici; 4) Tutte le litologie precedenti sono state percolate, lungo discontinuita strutturali e/o composizionali, per flusso poroso focalizzato, da fusi astenosferici sottosaturi in pirosseni, che le hanno completamente impoverite in pirosseni, trasformandole in duniti di sostituzione; 5) Il progredire della deformazione ha trasformato tutte le litologie in miloniti, stabili in facies a plagioclasio e poi orneblenda e clorite: fusi MORB hanno intruso le miloniti a plagioclasio, dando origine alle intrusioni gabbrici e, in seguito, hanno intruso le rocce alterate, formando i dicchi basaltici.

79 ALCUNE CARATTERISTICHE COMPOSIZIONALI DELLE DIVERSE LITOLOGIE

80 LA COMPOSIZIONE DELLE ROCCE TOTALI Le peridotiti litosferiche rappresentano residui di fusione parziale, le peridotiti reattive sono impoverite in silice, rispetto a peridotiti residuali. Le peridotiti impregnate sono arricchite in silice, e impoverite in MgO, rispetto alle peridotiti reattive, a hanno piu bassa silice rispetto alle litosferiche.

81 LA COMPOSIZIONE DELLE ROCCE TOTALI Le peridotiti litosferiche cadono sui trends di fusione (sono residui di fusione), le peridotiti reattive cadono sui trends di peridotiti reattive, le peridotiti a plagioclasio hanno piu basse % di ol modale delle reattive, a parita di MgO.

82 SOMMARIO La composizione in elementi maggiori delle rocce totali rivela che: 1) Le peridotiti litosferiche hanno composizioni compatibili con residui di fusione parziale. Esse registrano una complessa evoluzione di subsolidus durante e dopo la loro accrezione alla litosfera, esse hanno quindi subito questi processi di fusione in tempi piu antichi, durante la loro evoluzione astenosferica. 2) Le peridotiti reattive ed impregnate hanno composizioni che non sono compatibili con residui di fusione parziale, ma sono state modificate dai processi di interazione fuso/ peridotite: i) le peridotiti reattive sono state arricchite in MgO e impoverite in SiO 2 per sostituzione di olivina ai pirosseni, ii) le peridotiti a plagioclasio sono state riarricchite in SiO 2, a parita di MgO, per introduzione di nuovi pirosseni e plagioclasio: esse hanno contenuto in silice piu basso delle peridotiti litosferiche e non possono derivare da esse per ricristalizzazione a sistema chiuso.

83 LA COMPOSIZIONE DEI CLINOPIROSSENI I cpx delle peridotiti litosferiche hanno elevati valori di Na (1.03wt%) e Al (7.3wt%), consistenti con una origine litosferica di alta pressione. I cpx delle peridotiti reattive sono impoveriti in Na, indicando l equilibratura con un fuso, che sottrae il Na e gli elementi fusibili dei pirosseni. I cpx delle peridotiti a plagioclasio sono fortemente impoveriti in Na e Al, in quanto ricristallizzano all equilibrio con il plagioclasio, in cui si distribuiscono preferenzialmente questi due elementi.

84 LA COMPOSIZIONE DEGLI SPINELLI Gli spinelli delle peridotiti litosferiche e anche delle peridotiti reattive hanno bassi valori in Cr# (cioe elevati contenuti in Al), e bassi contenuti in Ti. Gli spinelli delle peridotiti a plagioclasio hanno alti contenuti in Cr# (cioe bassi contenuti in Al) ma elevati contenuti in Ti, piu elevati di qualsiasi spinello di peridotite di mantello. Questi contenuti indicano: - Basso Al = equilibratura con il plagioclasio, che cristallizza dal fuso; - Alto Ti = equilibratura con un fuso basaltico, piu ricco in Ti del materiale del mantello; questi valori di Ti sono simili a quelli dello spinello di un fuso MORB.

85 LA COMPOSIZIONE IN REE DEI CLINOPIROSSENI

86 IL REE PATTERN DEI CPX DELLE LHERZOLITI LITOSFERICHE

87 IL REE PATTERN DEI CPX DELLE HARZBURGITI REATTIVE I REE patterns dei cpx sono piatti nella regione delle MREE-HREE, a circa 10xC1, e sono significativamente frazionati nelle LREE.

88 I REE PATTERNS DI CPX E OPX DELLE PERIDOTITI IMPREGNATE I REE patterns dei cpx son convessi, con moderati frazionamenti nelle HREE e forti frazionamenti nelle LREE. Cpx e opx hanno contenuti in REE (e anche negli altri elementi in tracce) significativamente piu elevati di quelli dei pirosseni delle peridotiti reattive.

89 I REE PATTERNS DI CPX E OPX DEI FILONCELLI GABBRO-NORITICI

90 LA COMPOSIZIONE IN REE DEI LIQUIDI ALL EQUILIBRIO CON I CLINOPIROSSENI

91 I LIQUIDI ALL EQUILIBRIO CON I CPX DELLE PERIDOTITI REATTIVE La modellizzazione geochimica indica che i liquidi che percolavano, con cui i cpx si sono equilibrati, corrispondono a bassi gradi (circa 4%) di fusione di una sorgente di mantello astenosferico DM in facies a spinello.

92 I LIQUIDI ALL EQUILIBRIO CON I CPX DELLE PERIDOTITI A PLAGIOCLASIO La modellizzazione geochimica, usando KD per sistemi sottosaturi in silice (a sinistra), indica liquidi a composizioni irrealistiche per fusi prodotti da fusione. La modellizzazione geochimica, usando KD per sistemi saturi in silice (a destra), indica che il liquido all equilibrio con i cpx delle peridotiti a plagioclasio era ancora molto simile ad un singolo incremento di fusione frazionata di basso grado (circa 4%) di una sorgente di mantello astenosferico DM in facies a spinello.

93 I LIQUIDI ALL EQUILIBRIO CON I CPX DEI FILONCELLI GABBRICI La modellizzazione geochimica indica che i liquidi che si intrusero nei filoncelli gabbrici corrispondono a bassi gradi (circa 4%) di fusione frazionatadi una sorgente di mantello astenosferico DM in facies a spinello.

94 SOMMARIO I liquidi che percolarono nel mantello litosferico in estensione, furono tutti rappresentati da singoli incrementi di fusione frazionata di basso grado (circa il 4%) prodotti da un mantello tipo DM, e quindi molto probabilmente dal mantello astenosferico in decompressione adiabatica durante l estensione della litosfera. Diversamente da Lanzo Sud, anche i fusi che percolarono in modo focalizzato nei canali di dunite, erano singoli incrementi di fusione e non avevano raggiunto lo stadio di aggregazione dei fusi MORB aggregati che percolarono nelle harzburgiti e duniti di sostituzione di Lanzo Sud.

95 I DATI TERMOMETRICI I dati geotermometrici disponibili indicano che: 1) Le peridotiti reattive registrano temperature di C; 2) Le peridotiti impregnate registrano temperature di 1200 C; 3) Le tettoniti a plagioclasio registrano temperature di 1130 C. Questi dati indicano che i processi di interazione fuso/peridotite avvennero a condizioni termiche piu elevate rispetto a quelle a cui erano stati equilibrati i protoliti granulari di mantello ( C) e rispetto a quelle che governarono lo sviluppo delle tettoniti a spinello, in regime estensionale ( C). I PROCESSI DI INTERAZIONE FUSO/PERIDOTITE FURONO AGEVOLATI DA UN SIGNIFICATIVO RISCALDAMENTO: LE PERIDOTITI RAGGIUNSERO CONDIZIONI TERMICHE E REOLOGICHE DI TIPO ASTENOSFERICO

96 DISCUSSIONE I dati di terreno indicano che, durante lo sviluppo dei processi deformativi che accompagnarono l estensione e l assottigliamento della litosfera, fusi astenosferici risalirono nel mantello litosferico per flusso poroso diffuso, indicando che il mantello astenosferico aveva iniziato a subire processi di fusione frazionata. I due processi furono concomitanti: la fusione dell astenosfera fu innescata dalla sua risalita (decompressione) adiabatica, indotta dall estensione e dall assottigliamento della litosfera. La percolazione diffusa nel mantello litosferico fu possibile perche esso era stato riscaldato dalla risaliente astenosfera e dai fusi percolanti, che erano a temperature superiori a quelle di liquidus di un fuso basaltico (T > di 1250 C) per poter percolare liberamente allo stato fuso, senza cristallizzare.

97 DISCUSSIONE GEODINAMICA Peridotiti reattive ed impregnate sono molto diffuse nelle peridotiti ofiolitiche del sistema Alpino-Appenninico. La loro diffusione indica che la risalita dell astenosfera e la percolazione dei fusi causarono l interazione astenosfera/litosfera e l astenosferizzazione di larghi settori del mantello litosferico. Modellizzazioni geofisiche dimostrano che il thermal softening del mantello litosferico puo ridurre la resistenza complessiva della litosfera in estensione del 50% e oltre, e puo quindi avere giocato un ruolo determinante nella dinamica del sistema estensionale. La lenta estensione passiva del freddo mantello litosferico puo aver subito una rapida accelerazione in conseguenza del passaggio a condizioni reologiche piu calde e plastiche in conseguenza del riscaldamento: l effetto fondamentale po essere stato rappresentato da una veloce transizione da estensione passiva fredda della litosfera a rifting oceanico attivo.