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

tel-00344949, version 1 - 7 Dec 2008
Sommaire
1. INTRODUCTION: LES ISOTOPES DU LITHIUM EN SCIENCES DE LA TERRE. . ............................. 1
1.1. Introduction à la géochimie isotopique du Li. ............................................................... 3
1.1.1. Quelques généralités sur le Li. . .................................................................................................. 3
1.1.2. Géochimie des isotopes stables. ................................................................................................. 4
1.1.3. Mesures de la composition isotopique du Li. .............................................................................. 5
1.2. L’utilisation des isotopes du Li en sciences de la Terre. ................................................ 8
1.2.1. La nouvelle ère de la géochimie isotopique du Li. ....................................................................... 8
1.2.2. Comportement du Li dans le cycle hydrologique. ....................................................................... 9
1.2.3. Le comportement du Li dans le cycle géodynamique global. ................................................... 10
1.3. Problématiques abordées au cours de cette thèse. ..................................................... 16
1.3.1. La composition isotopique du Li dans le manteau et la croûte inférieure sous le Massif Central
Français. .............................................................................................................................................. 16
1.3.2. Fractionnement des isotopes du Li à l’échelle d’un cristal lors de la diffusion. ........................ 17
1.3.3. Hétérogénéités isotopiques dans les laves de la dorsale pacifique‐antarctique entre 53°S et
39°S. .................................................................................................................................................... 18
2. COMPOSITION ISOTOPIQUE DU LI DANS LA CROUTE INFERIEURE ET DANS LE MANTEAU SOUS LA
CHAINE DES PUYS. . ................................................................................................ 21
2.1. Contexte géologique. ................................................................................................. 23
2.1.1. Le volcanisme cénozoïque européen. . ...................................................................................... 23
2.1.2. La Chaine des Puys. . ................................................................................................................. 26
2.2. Problématiques abordées grâce à ces échantillons. ................................................... 29
2.2.1. Signature isotopique du Li dans des basaltes d’affinité HIMU. ............................................... 29
2.2.2. Composition isotopique du Li de la croûte continentale inférieure. ........................................ 31
2.3. Signatures isotopiques du Sr, Nd, Pb et Li dans la croûte continentale inférieure, ainsi
que dans le manteau, sous le massif central : étude de la série volcanique de la Chaîne
des Puys. ....................................................................................................................... 34
2.3.1. Résumé de l’article .................................................................................................................... 34
2.3.1. Article (soumis à Earth and Planetary Sciences Letters) ........................................................... 35
3. COMPORTEMENT DES ISOTOPES DU LI DANS LES CRISTAUX LORS DU REFROIDISSEMENT D’UNE
LAVE. .................................................................................................................. 73
3.1. Les travaux antérieurs................................................................................................. 75
3.1.1. Pourquoi mesurer « in situ » la composition isotopique du Li ? ................................................ 75
3.1.2. Mise en évidence d’un fractionnement isotopique du lithium lié à la diffusion ...................... 77
3.2. Modélisation d’effet de diffusion sur les isotopes du Li lors du refroidissement d’une
lave : le choix de l’échantillon. ...................................................................................... 80