Magnesium Isotope Compositions of Natural Reference Materials

Authors

  • Emile B. Bolou-Bi,

    Corresponding author
    1. CNRS-UPR 2300, Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, 15 rue Notre Dame des Pauvres, 54501 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France
    2. CNRS-UMR 7137, Laboratoire des Interactions Microorganismes Minéraux Matière Organique dans les Sols, Nancy-Université, Faculté des Sciences et Techniques, Bd des Aiguillettes, BP 70239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France
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  • Nathalie Vigier,

    1. CNRS-UPR 2300, Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, 15 rue Notre Dame des Pauvres, 54501 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France
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  • Agnès Brenot,

    1. CNRS-UPR 2300, Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques, 15 rue Notre Dame des Pauvres, 54501 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France
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    • 3

      Now at: BRGM, Avenue C. Guillemin, BP 6009, 45060 Orléans, France

  • Anne Poszwa

    1. CNRS-UMR 7137, Laboratoire des Interactions Microorganismes Minéraux Matière Organique dans les Sols, Nancy-Université, Faculté des Sciences et Techniques, Bd des Aiguillettes, BP 70239, 54506 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex, France
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Corresponding author. e-mail: emile.boloubi@limos.uhp-nancy.fr

Abstract

This study presents a chemical protocol for the separation of Mg that is particularly adapted to alkali-rich samples (granite, soil, plants). This protocol was based on a combination of two pre-existing methods: transition metals were first removed from the sample using an AG-MP1 anion-exchange resin, followed by the separation of alkalis (Na, K) and bivalent cations (Ca2+, Mn2+ and Sr2+) using a AG50W-X12 cation-exchange resin. This procedure allowed Mg recovery of ∼ 10 0 ± 8%. The [Σcations]/[Mg] molar ratios in all of the final Mg fractions were lower than 0.05. The Mg isotope ratios of eleven reference materials were analysed using two different MC-ICP-MS instruments (Isoprobe and Nu Plasma). The long-term reproducibility, assessed by repeated measurements of Mg standard solutions and natural reference materials, was 0.14‰. The basalt (BE-N), limestone (Cal-S) and seawater (BCR-403) reference materials analysed in this study yielded δ26Mg mean values of −0.28 ± 0.08‰, −4.37 ± 0.11‰ and −0.89 ± 0.10‰ respectively, in agreement with published data. The two continental rocks analysed, diorite (DR-N) and granite (GA), yielded δ26Mg mean values of −0.50 ± 0.08‰ and −0.75 ± 0.14‰, respectively. The weathering products, soil (TILL-1) and river water (NIST SRM 1640), gave δ26Mg values of −0.40 ± 0.07‰ and −1.27 ± 0.14‰, respectively. We also present, for the first time, the Mg isotope composition of bulk plant and organic matter. Rye flour (BCR-381), sea lettuce (Ulva lactuva) (BCR-279), natural hairgrass (Deschampsia flexuosa) and lichen (BCR-482) reference materials gave δ26Mg values of −1.10 ± 0.14‰, −0.90 ± 0.19‰, −0.50 ± 0.22‰ and −1.15 ± 0.27‰ respectively. Plant δ26Mg values fell within the range defined by published data for chlorophylls.

Abstract

Cet article présente un protocole chimique pour la séparation de Mg, adaptéà l'analyse isotopique d'échantillons riches en alcalin tels que les granites, sols et les plantes. Ce protocole se base sur la combinaison de deux méthodes: les éléments en traces ont été séparés de la matrice en utilisant la résine anionique AG® MP-M1, puis les alcalins (Na, K) et les cations bivalents (Ca2+, Mn2+ et Sr2+) ont étéélués en utilisant la résine cationique AG® 50W-X12. Le rendement en Mg de cette procédure a été de 100 ± 8%. Les rapports molaires (Σcations/Mg) mesurés dans les fractions finales sont inférieurs à 0.05. Les compositions isotopiques en Mg ont été déterminées pour onze matériaux de référence avec deux types de MC-ICP-MS (l'Isoprobe et le Nu Plasma). La reproductibilité globale à long terme, déterminée par la mesure isotopique de solutions standards et de matériaux de référence naturels, était de 0.14‰. Le basalte (BE-N), le calcaire (Cal-S) et l'eau de mer (BCR-403) avaient des δ26Mg moyens de −0.28 ± 0.08‰, −4.37 ± 0.11‰ et −0.89 ± 0.10‰ respectivement, en accord avec les données publiées. Les deux roches continentales analysées, la diorite (DR-N) et le granite (GA), avaient des δ26Mg moyens de −0.50 ± 0.08‰ et −0.75 ± 0.14‰, respectivement. Les produits d'altération, le sol (TILL-1) et l'eau de rivière (NIST SRM 1640), sont caractérisés par des δ26Mg de −0.40 ± 0.07‰ et −1.27 ± 0.14‰. Les compositions isotopiques en Mg de matériaux de référence organiques et de plantes sont présentées pour la première fois. Les graines de seigle (BCR-381), la laitue de mer (Ulva lactuva) (BCR-279), la graminée naturelle (Deschampsia flexuosa) et le lichen (BCR-482) ont des δ26Mg moyens de −1.10 ± 0.14‰, −0.90 ± 0.19‰, −0.50 ± 0.22‰ et −1.15 ± 0.27‰ respectivement. Ces valeurs sont comprises dans la gamme publiée pour diverses chlorophylles.

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