Abstract

Quadrupole ICP–MS is currently the method of choice for laser-ablation applications, since sector-field instruments are generally considered too slow for the acquisition of rapidly varying signals. However, the new generation of double-focusing sector-field mass spectrometers is capable of rapidly scanning the mass spectrum both magnetically and electrostatically, and the combination of these two scan modes approaches the performance of quadrupoles for most practical applications. We present the instrumental configuration and operating conditions of a LA–ICP–MS system, assembled by coupling a 266 nm laser source to a double-focusing magnetic-sector mass spectrometer (“Element”, Finnigan MAT). The capability of the adopted configuration to furnish high-quality in situ trace-element analysis of minerals and U–Pb geochronological data is described. Concentrations of thirty geochemically relevant elements (LILE, HFSE, REE, actinides) were determined on geological samples with good precision and accuracy (<10%), evaluated using two USGS basaltic glass reference materials, BCR–2 and BIR–1. The high sensitivity and low background allowed extremely low limits of detection (down to the ppb level) for the heaviest elements, and between 10 and 100 ppb for the lighter masses. The first results on U:Pb ratio determinations are also very positive. By adopting an external matrix-matched standard for corrections of mass bias and laser-induced fractionation of elements, precision and accuracy in age determinations to better than ~2% are attained on the zircon standard 91500.

Abstract

Les appareils ICP–MS munis d’un quadrupole sont préférés de nos jours dans les applications faisant appel à l’ablation au laser (LA), parce que les appareils à secteurs partagés sont généralement considérés trop lents dans l’acquisition de signaux qui varient rapidement. Toutefois, avec la nouvelle génération de spectromètres de masse à secteurs partagés et à double foyer, nous sommes capables de balayer rapidement le spectre des masses à la fois selon les propriétés magnétiques et électrostatiques. La combinaison des deux modes de balayage se rapproche des quadrupoles en performance dans la plupart des applications pratiques. Nous présentons les détails de la configuration de l’instrument LA–ICP–MS et les conditions d’opération du système; nous avons couplé une source laser de 266 nm à un spectromètre de masse à secteurs magnétiques partagés et à double foyer (“Element”, Finnigan MAT). Nous documentons la capacité du système configuré ainsi à effectuer des analyses de minéraux in situ de haute qualité pour les éléments traces, y compris pour les applications géochronologiques utilisant le système U–Pb. Nous présentons nos résultats à propos de trente éléments géochimiquement importants (éléments lithophiles légers, éléments à champ électrostatique élevé, terres rares, actinides) obtenus sur échantillons géologiques avec bonnes précision et justesse (<10%), par évaluation de deux étalons de verre basaltique de référence, USGS BCR–2 et BIR–1. La sensibilité élevée et le faible bruit de fond nous ont permis des seuils de détection extrêmement faibles (de l’ordre du ppb) pour les éléments les plus lourds, et entre 10 et 100 ppb pour les masses plus légères. Les premiers résultats portant sur la détermination du rapport U:Pb s’avèrent aussi très positifs. Avec l’adoption d’un étalon externe à matrice identique pour les corrections de biais dans les masses et de fractionnement des éléments au site de l’ablation, nous obtenons une précision et une justesse supérieures à environ 2% dans les déterminations d’âge de l’étalon de zircon 91500.

(Traduit par la Rédaction)

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