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
métasomatisé �Fig. 1.6 ; Moriguti et Nakaruma, 1998 ; Chan et al, 2002 ; Moriguti et al,
2004 ; Magna et al, 2006�. L’étude des éclogites des zones de subduction fossiles offre une
autre approche pour tenter de comprendre le comportement du Li lors de la subduction.
Zack et al. �2003� ont reporté des valeurs très basses de δ 7 Li �jusqu’à ‐11‰� dans des
éclogites alpines �Trescolmen�. Ces roches ont été interprétées comme l’équivalent,
métamorphisé à haute pression, des basaltes de la croûte océanique altérée à basse
température. Ces auteurs ont proposé que ces valeurs basses de δ 7 Li résultent d’un
fractionnement isotopique du Li, associé à la déshydratation de la croûte océanique
pendant la subduction. Les résultats ont servi de base à l’élaboration d’un cycle
géochimique interne faisant subducter dans le manteau une croûte océanique recyclée avec
n δ7 u Li très faible �Elliott et al., 2004�.
Récemment, Wunder et al. �2006, 2007� ont réalisé une série d’études expérimentales
de fractionnement des isotopes du Li lors de réactions minéraux/fluides‐aqueux, à
différentes pressions et températures. Ces nouvelles données ont permis de démontrer que
le processus de déshydratation et de métamorphisme de la croûte océanique lors de la
subduction ne pouvait pas induire une variation de δ 7 Li supérieure à 3‰ �Marschall et al.,
2007�. Dans ce modèle, un transfert important de Li depuis la croûte océanique vers le
manteau a lieu en début de subduction. Ce flux s’atténue rapidement et le morceau de
croûte recyclée conserve ~50% de son Li. Ce modèle est corroboré par l’observation de
l’augmentation du δ 7 Li dans les laves, à l’approche de la fosse �Fig. 1.5�. A la lumière de ces
nouveaux résultats, Marschall et al. �2007� ont proposé d’attribuer les valeurs très basses
de δ 7 Li dans les éclogites alpines à un fractionnement cinétique des isotopes du Li lors de
l’exhumation. La conclusion de ces auteurs est totalement à l’opposé du modèle de Zack et
al. �2003�, puisque dans leur modèle, la croûte océanique subductée a une composition
isotopique du Li enrichie en 7 Li par rapport au manteau. De nos jours, la préférence va au
modèle de Marschall et al. �2007�. Comme nous allons le voir dans le prochain paragraphe,
ce
modèle s’accorde bien avec les observations réalisées sur les basaltes de point chaud.
1.2.3.3 Les basaltes d’île océanique (intraplaque).
Les basaltes de point chaud sont caractérisés par des anomalies isotopiques dans les
systèmes 87 Sr/ 86 Sr, 143 Nd/ 144 Nd et 206 Pb/ 204 Pb. Ces anomalies sont le résultat d’anciens
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