Géochimie isotopique du lithium dans les basaltes-Géochimie des ...

tel-00344949, version 1 - 7 Dec 2008
Introduction : utilisation des isotopes du Li en sciences de la Terre
Introduction: les isotopes du lithium en Sciences
de
la Terre.
1.1 INTRODUCTION A LA GEOCHIMIE ISOTOPIQUE DU LI
1 .1.1 QUELQUES GENERALITES SUR LE LI.
Le lithium �Li� est un métal alcalin qui a été découvert en 1817 par Johann August
Arfvedson. Comme les autres éléments de son groupe, le Li possède un seul électron de
valence qui est facilement perdu pour former le cation Li � , ce qui explique sa faible
électronégativité. Le Li est le 3 ème élément de la classification périodique de Mendeleïev, il
se place en colonne 1A juste au dessus du sodium, un élément aux propriétés chimiques
très proches. Comme souvent dans le tableau périodique, le Li peut être relié à l’élément
voisin selon une diagonale : le magnésium. En effet, le rayon ionique moyen du Li �0,85 Å�
est du même ordre de grandeur que celui du Mg �0,72 Å� et permet une substitution de ces
deux éléments, comme par exemple dans les olivines �Kent et Rossman, 2002�. Toutefois le
lithium, contrairement au Mg, reste un élément incompatible lors des processus de fusion
et de la cristallisation. D’après la classification de Goldschmidt, le Li est dit lithophile,
modérément incompatible et se trouve donc en abondance dans les couches silicatées de
notre
planète.
Le Li est composé de deux isotopes stables : 6 Li �7,5%� et 7 Li �92,5%�. L’origine du
rapport isotopique moyen observé sur Terre est assez complexe. 7 Li est l’un des rares
nuclides ayant été formé lors de la nucléosynthèse primordiale �Big Bang�, alors que très
peu de 6 Li a été généré durant cet évènement. De nos jours, les atomes de Li sont
principalement produits lors de réactions de spallations, c'est‐à‐dire lors de la destruction
d’atomes plus lourds de carbone et d’oxygène sous l’effet de rayonnements cosmiques. Ces
réactions produisent un Li beaucoup plus riche en 6 Li � 7 Li/ 6 Li � 2�. La composition
isotopique du Li observée sur Terre � 7 Li/ 6 Li � 12� est donc le résultat du mélange de ces
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