2013_Simultaneous analysis of major and trace elem

SimultaneousDeterminationofMajorandTraceElementsinFusedVolcanicRockPowdersUsingaHermeticVesselHeaterandLA-ICP-MSLüyunZhu(1,2),YongshengLiu(1,)*,ZhaochuHu(1),QinghaiHu(1),XirongTong(1),KeqingZong(1),HaihongChen(1)andShanGao(1)(1)StateKeyLaboratoryofGeologicalProcessesandMineralResources,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,430074,China(2)FujianProvinceGeologicalSurveyInstitute,Fuzhou,350013,China*Correspondingauthor.e-mail:[e-mail]outtheadditionofafluxisgenerallymorehomogeneousthanapressedpowderpelletandthusidealforanalysisofbulksamplesbyLA-ICP-MS.Inthiswork,anewglass-makingmethodusingaboronnitridecruciblewasdevelopedtopreparehomogenousglasssamplesfromsilicaterockpowder.Theapparatusconsistedofasmallboronnitridevesselwithnetvolumeofabout34mm3andtwomolybdenumstrips.Applyingthesummedmetaloxidenormalisationtechnique,bothmajorandtraceelementcontentsinthefusedglassweremeasuredbyLA-ICP-MS.Analysesoffivegeochemicalreferencematerials(spanningthecompositionalrangebasalt–andesite–rhyolite)indicatedthatthemeasuredSiO2,Al2O3andP2O5contentsmatchedthepreferredvaluestowithin5%,andtheothermajorelementsgenerallymatchedthepreferredvaluestowithin8%.Exceptforthetransitionmetals,themeasuredtraceelementcontentsgenerallymatchedthepreferredvaluestowithin10%.ComparedwiththeiridiumheatermethoddevelopedbyStolletal.(2008),elementvolatilisationduringhigh-temperaturemeltingwaseffectivelysuppressedinourmethod,butmetalsegregationcausedbyreductionofBNmaycauselossofCr,NiandCu.Althoughanalysiswithalargespotsizehastheadvantageofimprovingcountingstatistics,matrixeffectsinducedbymassloadingoftheICPmayhampertheaccuratedeterminationofsomeelements.Keywords:LA-ICP-MS,volatileelements,bulkanalysis,flux-freefusion,hermeticvesselheater,boronnitridecrucible.Received11Feb12–Accepted03Sep12Unverrefondupréparésansadditiondefondantestgénéralementplushomogènequ’unepastilledepoudrepressée,etdoncidéalpourl’analysed’échantillonstotauxparLA-ICP-MS.Danscetravail,unenouvelleméthodedefabricationduverreutilisantuncreusetennitruredeboreaétédéveloppépourpréparerdeséchantillonsdeverrehomogèneàpartirdepoudresderochessilicatés.L’ap-pareillageconsisteenunpetitrécipientdenitruredebored’unvolumed’environ34mm3etdedeuxlanguettesdemolybdène.LesteneursenélémentsmajeursettracesdansleverrefonduontétémesuréesparLA-ICP-MSenappliquantlatechniquedenormalisationdelasommedesoxydesd’élément.L’analysedecinqmatériauxderéférencegéochimiques(couvranttoutelagammedecompositionbasalte-andésite-rhyolite)amontréquelesteneursmesuréesdeSiO2,Al2O3etP2O5correspondentauxvaleurspréféréesà5%près,etquecellesdesautresélémentsmajeursgénéralementapprochentlesvaleurspréféréesàmoinsde8%.Al’exceptiondesmétauxdetransition,lesteneursmesuréesenélémentstracesgénéralementcorrespondentauxvaleurspréféréesà10%près.Parrapportàlaméthodedechauffageàl’iridiumdéveloppéparStolletal.(2008),lavolatilisationd’élé-mentlorsdelafusionàhautetempératureaétésuppriméedansnotreméthode,maislaségrégationdemétalcauséeparlaréductionduBNpeutentraînerunepertedeCr,NietCu.Bienquel’analyseavecunfaisceaulargeaitl’avan-taged’améliorerlesstatistiquesdecomptage,leseffetsdematriceinduitsparlechargementenmassedel’ICPpeutentraverladéterminationprécisedecertainséléments.Mots-clés:LA-ICP-MS,élémentsvolatils,analysetotale,fusionsansfondant,chauffeurderécipienthermétique,creusetdenitruredebore.Vol.37—N°20613P.207–229doi:10.1111/j.1751-908X.2012.00181.x©2012TheAuthors.GeostandardsandGeoanalyticalResearch©2012InternationalAssociationofGeoanalysts207Laserablation-inductivelycoupledplasma-massspec-trometry(LA-ICP-MS)isapowerfultoolforinsitudetermina-tionofmajorandtraceelementconcentrationsandisotopicratiosofgeological,environmentalandothersolidsamples(e.g.,Hornetal.1997,McCandlessetal.1997,Nesbittetal.1997,Güntheretal.1998,Jorgeetal.1998,Normanetal.1998,Reidetal.1999,Gaoetal.2002,Guillongetal.2005,Kurosawaetal.2006,Jochumetal.2007).LA-ICP-MSanalysisofsolidsprovidesseveraladvantagesoversolutionICP-MS,includingminimalsamplepreparation,lowblanks,highspatialresolution(10–100lm)andrapidanalysistimes(generally3minperpointanalysis),whichmakeLA-ICP-MSacost-effectiveandattractiveanalyticaltoolnotonlyformicroanalysisofverysmallheterogeneoussamples(e.g.,zonedcrystals)(e.g.,Jacksonetal.1992,Mülleretal.2003),butalsoforbulkanalysisofhomogeneoussamples(e.g.,fusedglassdisksandpressedpowderpellets:Eggins2003,OrihashiandHirata2003,Yuetal.2003,Nehringetal.2008,Stolletal.2008).WiththedevelopmentofLA-ICP-MS,geological,environmentalandindustrialapplicationsofLA-ICP-MShavebeenenhancedthroughintegratingmicroandbulkgeo-chemicaldeterminationsofmajorandtraceelementcon-centrations.Duringthelastthreedecades,pressedpowderpelletsandfusedglasseshavebeenusedforbulkrockanalysisbyLA-ICP-MS(e.g.,Brown1977,Gray1985,Roseetal.1986,JarvisandWilliams1993,Perkinsetal.1993,BeckerandDietze1999),bothofwhicharecommonmethodsofsamplepreparationforX-rayfluorescence(XRF)analysis.Gray(1985)madethefirstattempttodeterminetraceelementsinapressedpowderpelletofgranite,GN1,mixedwithso