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
variation de δ 7 Li très grande �–17,9 à �15,7‰� �Teng et al., sous press�. Les auteurs sont
toutefois très prudents dans l’interprétation de leurs résultats car le δ 7 Li est très sensible
aux redistributions du Li qui ont lieu lors de l’exhumation, dans le cas des terrains
métamorphiques,
ou lors du refroidissement, dans le cas des enclaves granulitiques.
L’étude de la série volcanique alcaline de la Chaîne des Puys a été réalisée afin de
discuter des caractéristiques isotopiques du Li dans la croûte continentale inférieure et
dans le manteau HIMU. Cette série intraplaque présente une gamme pétrologique
complète, depuis les basaltes alcalins jusqu’aux trachytes �Villemant, 1979 ; Maury et al.,
1980 ; Boivin et al., 2004�. Les variations géochimiques au sein de la série sont
particulièrement cohérentes et mettent en évidence un processus d’assimilation crustale
couplé à la cristallisation fractionnée. Notre but est de réaliser une modélisation de
l’évolution géochimique au cours de la série de la Chaîne des Puys pour tenter de
contraindre la composition isotopique du Li dans le manteau HIMU et dans la croûte
inférieure.
1.3.2 FRACTIONNEMENT DES ISOTOPES DU LI A L’ECHELLE D’UN CRISTAL LORS DE LA
DIFFUSION .
Les études in situ de δ 7 Li dans les cristaux magmatiques ou dans leurs inclusions
vitreuses ont mis en évidence des hétérogénéités isotopiques du Li bien plus grandes à
l’échelle du cristal que dans les analyses sur roche totale. Ces larges variations de δ 7 Li ont
longtemps été considérées comme une preuve de l’hétérogénéité de la source de ces
échantillons. En 2004, de nouvelles analyses in situ de δ 7 Li dans des phénocristaux de
météorites lunaires puis martiennes ont permis de démontrer que cette zonation
isotopique était au moins pour partie la conséquence d’une redistribution du Li entre les
cristaux et leur matrice �Barrat et al., 2005 ; Beck et al., 2006�. L’hypothèse d’un
fractionnement cinétique des isotopes du Li lors de la diffusion au travers d’un cristal a
ensuite été proposée dans le cas de roches terrestres �Jeffcoate et al., 2007 ; Parkinson et
al., 2007�. Ces études soulèvent des questions concernant : �i� l’échelle spatiale et la
magnitude des variations isotopiques du Li dues à la diffusion dans le cas d’une roche
magmatique, �ii� la signification pétrologique des variations de δ 7 Li observées dans les
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