Lithosphere tectonic context of the carbonatite-melilitite rocks of Italy

ABSTRACT. -The occurrence in Italy of Quaternary carbonatite-melilitite rocks, belonging to the Intra-mountain Ultra-alkaline Province (IUP), is considered in order to discuss a likely geodynamic environment for the Tyrrhenian-Apennine system. The IUP tectonic setting is described at the crustal and lithospheric scale and compared with the HK-series of the Roman eo-magmatic Province. It is concluded that a suitable mantle source for the IUP and HKS melts products (e.g. a radiogenic source with a phlogopite-bearing carbonate peridotite composition) does not need either the westward subduction of the Adriatic continental lithosphere or a mantle plume. The IUP and HKS geochemistry, as well as the deformation history of the Tyrrhenian-Apennine system, is explained in the frame of a substantially passive intra-continental rift context. The peculiar metasomatism and high radiogenic content of the HKS and IUP mantle source is attributed to fluids directly deriving from the lower mantle. RIASSUNTO.-L'inquadramento geodinamico del sistema Mar Tirreno-Appenini e stato riconsiderato alia luce della recente scoperta in Italia di una serie di rocce carbonatitico-melilititiche di eta quatemaria appartenenti alia Provincia Ultra-alcalina Intramontana (IUP). Il contesto tettonico di IUP, e delle contigue serie alte in potassio (HKS) della Provincia Comagmatica Romana (RCP), e stato esaminato sia alla scala crostale sia a quella litosferica. Le sorgenti dei magmi IUP e HKS sono rappresentate da una peridotite radiogenica a flogopite e carbonato. L'ipotesi di un arricchimento isotopico della sorgente per azione di fluidi *Corresponding author, E-mail: glavecchia@unich.it provenienti da uno slab in subduzione e insufficiente, in quanto la posizione di alcuni centri (es. area del Vulture) non e compatibile con quella di un possibile piano di subduzione ovest immergente; inoltre, non e necessaria, in quanto valori isotopici di Sr e Nd, simili a quelli delle rocce italiane, sono stati riscontrati in altre aree geodinamiche in distensione o intra-continentali. Si puo escludere anche l'attivita di un plume astenosferico, poiche non si osservano i fenomeni tipici di questo tipo di ambiente (doming crostale, elevate temperature astenosferiche, attivita magmatica che predata quella tettonica, forti valori di assottigliamento litosferico contro bassi valori di estensione litosferica). La geochimica delle rocce IUP ed HKS e 1' evoluzione geodinamica del sistema Tirreno-Appennini puo essere, invece, ben inquadrata in un contesto di rift passivo intra continentrale, che ha determinato forti estensioni litosferiche con conseguente sollevamento di una astenosfera arricchita in fluidi metasomatici e radiogenici. Questi fluidi potrebbero essere direttamente risaliti dal boundary layer localizza to ad una profondita di circa 670 km, al limite tra mantello superiore ed inferiore