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

tel-00344949, version 1 - 7 Dec 2008
3. Fractionnement des isotopes du lithium à l’échelle du cristal
3.4 REPARTITION DU LITHIUM DANS LES PHASES CONSTITUTIVES D’ARP73 10‐
03 : MODELE DE FRACTIONNEMENT ISOTOPIQUE COUPLE A LA DIFFUSION.
3.4.1 RESUME DE L’ARTICLE
Afin de contraindre le comportement tardi‐magmatique du lithium dans les cristaux
durant le refroidissement de roches volcaniques, l’étude d’un pillow‐lava frais contenant
des larges phénocristaux d’olivine a été entreprise. Cet échantillon a été sélectionné parce
qu’il contient des olivines en principe toutes identiques mais qui ont subi des temps de
refroidissement différents en fonction de leur distance à la bordure vitreuse du pillow. Des
sondes ioniques ont été utilisées pour mesurer les concentrations et les compositions
isotopiques dans les phénocristaux d’olivine, leurs inclusions et dans la bordure figée du
pillow‐lava. Les profils de δ 7 Li réalisés au travers d’olivines montrent des formes très
différentes qui sont corrélées avec la vitesse de refroidissement du pillow. Les olivines
présentes dans la bordure du pillow ne montrent aucune variation de la concentration du
Li ��Li� � 1,2 μg.g ‐1 �, ni de la composition isotopique �δ 7 Li � �6,2 �1,2 ‰, n � 29�. Au
contraire, les olivines qui se trouvent dans la matrice microcristalline montrent une
zonation isotopique très importante depuis les cœurs de cristaux �δ 7 Li � �6 ‰, �Li� � 1,1
μg.g ‐1 � jusqu’aux bordures �δ 7 Li � ‐11 ‰, �Li� � 1,4 μg.g ‐1 �. Quelque soit la position du
cristal dans le pillow, le cœur des gros phénocristaux d’olivines ont la même valeur de δ 7 Li
ue le verre de la bordure vitreuse �δ7Li � �6 ‰, �Li� � 3,4 μg.g ‐1 q
�.
Un fractionnement des isotopes du lithium durant les dernières étapes de la diffusion
chimique est le seul processus capable d’expliquer les différences de zonation isotopique
dans un même pillow lava. Bien que les taux de diffusion du 6 Li et du 7 Li ne soient pas
connus précisément pour les olivines, les données présentées ici permettent de mieux les
contraindre. Ces résultats suggèrent que la valeur magmatique initiale de δ 7 Li peut être
complètement effacée dans les petits phénocristaux, même dans le cas de laves refroidies
rapidement. En conséquence, l’utilisation des isotopes du Li dans les cristaux pour traquer
des hétérogénéités mantelliques doit être prise avec beaucoup de précaution. La même
remarque est valable pour les inclusions vitreuses qui peuvent perdre une partie de leur Li
initial par diffusion vers le minéral hôte et acquérir par ce processus une valeur plus haute
de δ 7 Li. De plus, on note que les hétérogénéités isotopiques du Li produites par la diffusion
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