Lithium isotope composition as tracer of magmatic processes at intraplate Ocean Island Basalts (OIB): a case study from El Hierro (Canary Islands)

Abstract

El litio (Li) tiene dos isótopos estables, 7Li (92,4%) y 6Li (7,6%). Su gran diferencia relativa en masa puede conducir a un fraccionamiento isotópico significativo a baja temperatura. Este hecho y su alta solubilidad en fluidos acuosos, hacen que los isótopos de Li sean potencialmente útiles como trazadores de procesos de enfriamiento magmático y alteraciones. Por otra parte, el fraccionamiento de isótopos de Li puede ocurrir a alta temperatura debido a diferencias en su difusividad y al reparto entre minerales y magma. Hasta la fecha, no se han realizado investigaciones de Li sobre productos volcánicos del archipiélago canario para estudiar los procesos magmáticos y la composición del manto de la Tierra. Este estudio es una prueba piloto de la utilización de los isótopos de Li para estudiar los procesos magmáticos del volcanismo holoceno en El Hierro. Esta investigación se financia con el proyecto LAJIAL (ref. PGC2018-101027-B-I00, MCIU / AEI / FEDER, UE) y se realiza en el marco de los Grupos Consolidados de Investigación GEOVOL (Gobierno de Canarias, ULPGC) y GEOPAM (Generalitat de Catalunya, 2017 SGR 1494). Abstract

Lithium (Li) has two stable isotopes, 7Li (92.4%) and 6Li (7.6%). Their large relative difference in mass can lead to significant isotopic fractionation, especially in low temperature environments. This feature together with its high solubility in aqueous fluids, makes Li isotopes potentially useful tracers of magmatic cooling histories and weathering. On the other hand, Li isotope fractionation can occur at high temperature due to differences in diffusivity as well as partitioning of Li between minerals and melt. To date, no Li investigations have been performed on volcanic products from the Canarian Archipelago in order to study magmatic processes and Earth’s mantle composition. This study acts as a driving factor towards the utilization of the Li-isotope systematics for future studies in the Canary Islands. In this contribution, we test the application of the Li-isotope to shed new light on the magmatic processes involved during the Holocene volcanism at El Hierro