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Keywords:

  • ultramafic rocks;
  • sample digestion;
  • isotope dilution thermal ionisation mass spectrometry;
  • isotope ratios;
  • reference materials
  • roches ultramafiques;
  • digestion d'échantillon;
  • spectrométrie de masse à ionisation thermique et dilution;
  • isotopique;
  • rapports isotopiques;
  • matériaux de référence

In this study, a high-precision method for the determination of Sm and Nd concentrations and Nd isotopic composition in highly depleted ultramafic rocks without a preconcentration step is presented. The samples were first digested using the conventional HF + HNO3 + HClO4 method, followed by the complete digestion of chromite in the samples using HClO4 at 190–200 °C and then complete dissolution of fluoride formed during the HF decomposition step using H3BO3. These steps ensured the complete digestion of the ultramafic rocks. The rare earth elements (REEs) were separated from the sample matrix using conventional cation-exchange chromatography; subsequently, Sm and Nd were separated using the LN columns. Neodymium isotopes were determined as NdO+, whereas Sm isotopes were measured as Sm+, both with very high sensitivity using single W filaments with TaF5 as an ion emitter. Several highly depleted ultramafic rock reference materials including USGS DTS-1, DTS-2, DTS-2b, PCC-1 and GSJ JP-1, which contain extremely low amounts of Sm and Nd (down to sub ng g−1 level), were analysed, and high-precision Sm and Nd concentration and Nd isotope data were obtained. This is the first report of the Sm-Nd isotopic compositions of these ultramafic rock reference materials except for PCC-1.

Dans cette étude, une méthode de haute précision pour la détermination des concentrations en Sm et Nd et des compositions isotopiques du Nd, sans étape de pré-concentration préalable, dans les roches ultramafiques fortement appauvries est présentée. Les échantillons sont d'abord digérés avec le procédé classique associant HF + HNO3 + HClO4, suivie de la digestion complète de la chromite des échantillons en utilisant HClO4 à 190–200 °C, puis de la dissolution complète du fluorure formé au cours de l'étape de décomposition au HF et ceci à l'aide de H3BO3. Ces étapes ont permis la digestion complète des roches ultramafiques. Les terres rares (REE) ont été séparées de la matrice de l'échantillon en utilisant la chromatographie classique d'échange de cations; ensuite, Sm et Nd ont été séparés en utilisant les colonnes LN. Les isotopes du néodyme ont été déterminés comme NdO+ alors que les isotopes du Sm ont été mesurés comme Sm+, tous les deux avec une très grande sensibilité à l'aide de simples filaments au tungstène et avec TaF5 comme émetteur d'ions. Plusieurs roches ultramafiques de référence fortement appauvries dont USGS DTS-1, DTS-2, DTS-2b, PCC-1 et GSJ JP-1, qui contiennent des quantités extrêmement faibles de Sm et Nd (jusqu'à des teneurs de l'ordre du ng g−1), ont été analysées, et des concentrations en Sm et Nd ainsi que des données isotopiques du Nd de haute précision ont été obtenues. Il s'agit des premiers résultats concernant les compositions isotopiques en Sm-Nd de ces roches ultramafiques de référence à l'exception de PCC-1.