Use of hydrofluoric acid desilicification in the determination of highly siderophile element abundances and re-pt-os isotope systematics in mafic-ultramafic rocks

TitleUse of hydrofluoric acid desilicification in the determination of highly siderophile element abundances and re-pt-os isotope systematics in mafic-ultramafic rocks
Publication TypeJournal Article
Year of Publication2015
AuthorsDay JMD, Waters CL, Schaefer BF, Walker RJ, Turner S
JournalGeostandards and Geoanalytical Research
Paginationn/a-n/a
Date Published2015/06
ISBN Number1751-908X
Keywordsanalyse par dilution isotopique; basaltes intraplaques; chronologie; chronology; digestion methods; éléments fortement sidérophiles; Highly siderophile elements; intraplate basalts; isotope dilution analysis; isotopes de l'Os; méthodes de digestion; Os isotopes
Abstract

Properly combining highly siderophile element (HSE: Re, Pd, Pt, Ru, Ir, Os) abundance data, obtained by isotope dilution, with corresponding 187Os/188Os and 186Os/188Os measurements of rocks requires efficient digestion of finely-ground powders and complete spike-sample equilibration. Yet, because of the nature of commonly used methods for separating Os from a rock matrix, hydrofluoric acid (HF) is typically not used in such digestions. Consequently, some silicates are not completely dissolved, and HSE residing within these silicates may not be fully accessed. Consistent with this, some recent studies of basaltic reference materials (RMs) have concluded that an HF-desilicification procedure is required to fully access the HSE (Ishikawa et al. (2014) Chemical Geology, 384, 27–46; Li et al. (2015) Geostandards and Geoanalytical Research, 39, 17–30). Highly siderophile element abundance and Os isotope studies of intraplate basalts typically target samples with a range of MgO contents (< 8 to > 18% m/m, or as mass fractions, < 8 to > 18 g per 100 g), in contrast to the lower MgO mass fractions (< 10 g per 100 g) of basalt and diabase RMs (i.e., BIR-1, BHVO-2, TDB-1). To investigate the effect of HF-desilicification on intraplate basalts, experiments were performed on finely ground Azores basalts (8.1–17 g per 100 g MgO) using a ‘standard acid digestion’ (2:1 mixture of concentrated HNO3 and HCl), and a standard acid digestion, followed by HF-desilicification. No systematic trends in HSE abundances were observed between data obtained by standard acid digestion and HF-desilicification. Desilicification procedures using HF do not improve liberation of the HSE from Azores basalts, or some RMs (e.g., WPR-1). We conclude that HF-desilicification procedures are useful for obtaining total HSE contents of some young lavas, but this type of procedure is not recommended for studies where Re-Pt-Os chronological information is desired. The collateral effect of a standard acid digestion to liberate Os, followed by HF-desilicification to obtain Re and Pt abundances in samples, is that the measured Re/Os and Pt/Os may not correspond with measured 187Os/188Os or 186Os/188Os.
Des données d'abondance des éléments fortement sidérophiles (HSE: Re, Pd, Pt, Ru, Ir, Os), obtenues par dilution isotopique, et combinées correctement avec les mesures sur des roches des rapports isotopiques correspondants 187Os/188Os et 186Os/188Os nécessitent une digestion efficace de poudres finement broyées et une équilibration complète « spike »-échantillon. Cependant, en raison de la nature des méthodes couramment utilisées pour la séparation de l'Os à partir d'une matrice de roche, l'acide fluorhydrique (HF) n'est généralement pas utilisé pour ces digestions. Par conséquent, certains silicates ne sont pas complètement dissous, et les HSE résidant dans ces silicates peuvent ne pas être entièrement accessibles. En accord avec ceci, certaines études récentes de matériaux de référence basaltiques (RMs) ont conclu qu'une procédure de désilicifcation utilisant l’HF est nécessaire pour récupérer entièrement les HSE (Ishikawa et al. (2014) Chemical Geology, 384, 27–46; Li et al. (2015) Geostandards Geoanalytical Research, 39, 17–30). Les études des abondances en éléments fortement sidérophiles et des isotopes de l'Os dans des basaltes intraplaques ciblent typiquement des échantillons avec une gamme de teneurs en MgO (de < 8 à > 18% m/m, ou en fractions massiques,de <8 à > 18 g/100 g), contrastant avec les plus faibles fractions de masse en MgO (<10 g/100 g) des basaltes et diabases de référence (RMs, c'est-à-dire BIR-1, BHVO-2, TDB-1). Pour étudier l'effet de la procédure de désilicification utilisant l’HF sur des basaltes intraplaques, des expériences ont été réalisées sur des basaltes finement broyés provenant des Açores (de 8,1 à 17 g/100 g de MgO) en utilisant une procédure de digestion acide «standard» (mélange 2:1 de HNO3 concentré et d’HCl), et une digestion acide « standard », suivie par une désilicification utilisant l’HF. Aucune tendance systématique dans les abondances des HSE n'a été observée entre les données obtenues par digestion acide « standard » et par désilicification à l’HF. Les procédures de désilicification utilisant l’HF n'améliorent pas la libération des HSE des basaltes des Açores, ou de certains matériaux de référence (par exemple, WPR-1). Nous concluons que les procédures de désilicification à l’HF sont utiles pour obtenir les teneurs totales en HSE de certaines laves récentes, mais ce type de procédure n'est pas recommandé pour les études dans lesquelles des informations chronologiques Re-Pt-Os sont souhaitées. L'effet collatéral d'une digestion acide «standard» permettant de libérer l'Os, suivie d'une désilicification à l’HF permettant d'avoir les abondances en Re et Pt des échantillons, est que les rapports Re/Os et Pt/S mesurés ne peuvent pas correspondre aux rapports isotopiques 187Os/188Os ou 186Os/188Os mesurés.

DOI10.1111/j.1751-908X.2015.00367.x
Short TitleGeostand. Geoanal. Res.
Student Publication: 
No
Research Topics: 
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