Processus naturels de concentration du Lithium dans le métamorphisme

Titre : Processus naturels de concentration du Li dans le métamorphisme

Laboratoire de rattachement : ISTERRE/ISTEP

Encadrants : Anne VERLAGUET & Fabrice BRUNET

Téléphone : 0476514106

Mots clés : Lithium, métamorphisme, transfert de matière, Vanoise

Contexte et objectifs de la mission de stage :
Le lithium est un élément stratégique du fait de son utilisation pour le stockage de l’énergie. En raison de sa mobilité dans les processus métamorphiques, c’est également un traceur des circulations et des sources de fluides aqueux en contexte de subduction.
L’objectif de ce stage est de comprendre la mobilité du lithium dans les processus hydrothermaux et sa capacité à se concentrer dans certaines phases minérales. Pour cela, il s’agira d’étudier des échantillons de métabauxites de Vanoise (Alpes), qui présentent des concentrations importantes en Li (0,1-0,35 % en poids). Au cours du métamorphisme associé à la subduction alpine (conditions de HP-BT, faciès schiste bleu), ces roches à lithium vont libérer des quantités importantes de fluide aqueux (13 vol.%), créant des veines métamorphiques dans lesquelles le minéral lithinifère majeur (la cookéite) s’est concentré. Cette migration du Li vers les veines a été illustrée à l’aide de profils de compositions réalisés à la microsonde LIBS. L’objectif de ce travail est de mieux caractériser les moteurs et les mécanismes qui ont permis la mobilisation du Li et son transfert (et concentration) vers les veines. Il s’agira également de préciser la répartition du Li dans les différentes phases minérales présentes, à la fois dans les métabauxites et dans leur protolithe (bauxites non métamorphisées échantillonnées dans les Alpes externes), afin d’observer comment se comporte le Li au cours des réactions métamorphiques de déshydratation, comment évolue sa répartition/migration. Ce travail de pétrologie sera complété d’un volet expérimental de synthèse minérale et d’étude du comportement du lithium sous gradient de température
Outils : microsonde électronique (analyse minéralogique des phases), LA-IPC-MS pour l’analyse de composition in-situ des minéraux (notamment l’analyse du Li), Microscope Electronique à Balayage, Autoclaves à joint-froid

Prérequis : Intérêt pour la compréhension des processus à la micro-échelle - changement d’échelle