The North Lanzo peridotite body (Nw Italy): lithospheric mantle percolated by MORB and alkaline melts

— The North Lanzo peridotite body is mostly composed of fertile spinel lherzolites showing diffuse pyroxenite bands. These lithologies typically preserve older (lithospheric) spinelfacies assemblages, but most of them experienced a widespread recrystallization at plagioclase-facies conditions. In particular, spinel pyroxenites are deeply recrystallized to plagioclase+olivine-rich assemblages. The high pyroxenes modal contents of the lherzolites and the diffuse occurrence of pyroxenite banding indicate that this mantle section escaped important modifications by reactive interaction (i.e. pyroxene dissolution and olivine precipitation) of undersaturated MORB-type melts at spinel-facies conditions, prior to the subsolidus partial equilibration, as widespread in the South Lanzo peridotite body. According to the petrographic evidence, the early plagioclase-bearing assemblages originated during subsolidus partial recrystallization, likely during the emplacement of the mantle sequence at relatively shallow levels. Field, structural and compositional features suggest that hectometre-scale areas of the North Lanzo peridotites were successively enriched in plagioclase + olivine + pyroxenes as a result of large diffuse percolation and impregnation mostly operated by aggregate MOR-type melts. This indicates that asthenospheric melts migrated via porous flow through the North Lanzo peridotites when they had been already exhumed to plagioclasefacies conditions, i.e. to relatively shallow levels in the mantle lithosphere. Replacive, strongly pyroxene-depleted, spinel harzburgites cut in the form of channels through both spinel-plagioclase peridotites and impregnated plagioclase peridotites. They have small interstitial magmatic pyroxenes showing clear alkaline affinity. This indicates that, after diffuse percolation and impregnation by MOR-type melts, the North Lanzo peridotites underwent focused percolation along strongly pyroxene-depleted channels of alkaline melts, deriving from garnet-bearing fertile mantle sources. Available data indicate that the North Lanzo spinelfacies lherzolite protolith represent the ancient subcontinental lithospheric mantle, which was isolated from the convective mantle, as previously argued on the basis of Sr-Nd isotopic data. These peridotites record a composite tectonicmetamorphic and melt-related evolution that indicates that this piece of sub-continental lithospheric mantle has been exhumed to shallow levels, it has been subsequently pervasively percolated and impregnated by asthenospheric MOR-type melts, and finally it has The North Lanzo peridotite body (Nw Italy): lithospheric mantle percolated by MORB and alkaline melts giovanni b. PiCCardo 1 *, alberto Zanetti 2, aZZurra PruZZo 1 and Matteo Padovano 1 1 Dipartimento per lo Studio del Territorio e delle sue Risorse, Università degli Studi di Genova, Corso Europa, 26, 16132 Genova, Italy 2 CNR, Istituto di Geoscienze e Georisorse, Unità di Pavia, Via Ferrata, 1, 27100 Pavia, Italy * Corresponding author, E-mail: piccardo@dipteris.unige. it 200 g.b. PiCCardo, a. Zanetti, a. PruZZo and M. Padovano been percolated along focused channels by alkaline melts. Field and structural evidence indicates, thus, the close relationships between lithosphere extension, asthenosphere decompressional partial melting and lithosphere melt percolation during the rifting stages of the Ligurian Tethys basin. riassunto. — Il massiccio peridotitico di Lanzo Nord è principalmente composto di lherzoliti fertili ricche in clinopirosseno, caratterizzate dalla presenza di relitti di una più antica associazione mineralogica a spinello e abbondanti bande di pirosseniti a spinello. I dati disponibili indicano che i protoliti lherzolitici a spinello di Lanzo Nord rappresentano l’antico mantello litosferico sottocontinentale, che fu isolato dal mantello convettivo, come già sostenuto in precedenza sulla base di dati isotopici Sr-Nd. Le peridotiti mostrano una diffusa ricristallizzazione in condizioni di subsolidus alla transizione di facies spinello-plagioclasio. Consistentemente le bande di pirosseniti a spinello sono profondamente ricristallizzate in rocce “gabbriche” ricche in olivina e plagioclasio. Il loro elevato contenuto in clinopirosseno e la diffusa presenza di bande di pirosseniti indicano che questa sezione di mantello non fu soggetta a importanti modificazioni per interazione reattiva con fusi sottosaturi in condizioni di facies a spinello (dissoluzione dei pirosseni e cristallizzazione di olivina) in tempi precedenti alla parziale riequilibrazione di subsolidus, come invece diffusamente evidenziato dal massiccio peridotitico di Lanzo Sud. Le peridotiti di Lanzo Nord presentano aree a scala ettometrica che mostrano caratteristiche strutturali e composizionali indicative di diffusa percolazione ed impregnazione (che si manifesta con arricchimenti in plagioclasio + olivina + pirosseni) da parte di fusi aggregati di tipo MORB successivamente alla parziale ricristallizzazione di subsolidus a condizioni di facies a plagioclasio. Questo indica che fusi astenosferici percolarono attraverso le peridotiti di Lanzo Nord quando queste erano già state esumate a livelli relativamente superficiali del mantello litosferico. Harzburgiti a spinello di sostituzione, fortemente impoverite in pirosseni, tagliano sotto forma di canali sia le peridotiti a spinello-plagioclasio che le peridotiti impregnate a plagioclasio. Questi corpi sono caratterizzati dalla presenza di piccoli clinopirosseni magmatici interstiziali che presentano una composizione degli elementi in tracce ad affinità alcalina. Tale osservazione suggerisce un’importante variazione delle sorgenti mantelliche tra la fase di percolazione diffusa e l’impregnazione da parte di fusi MORB (assistita da una sorgente DMM) e quella di percolazione focalizzata di fusi alcalini, verosimilmente derivanti da sorgenti di mantello in