Nickel Isotope Variations in Terrestrial Silicate Rocks and Geological Reference Materials Measured by MC-ICP-MS

Type Article
Date 2013-09
Language English
Author(s) Gueguen Bleuenn, Rouxel OlivierORCID, Ponzevera Emmanuel, Bekker Andrey, Fouquet Yves
Affiliation(s) Univ Bretagne Occidentale, UMR 6538, Inst Univ Europeen Mer, F-29280 Plouzane, France.
IFREMER, Ctr Brest, Unite Geosci Marines, F-29280 Plouzane, France.
Univ Manitoba, Dept Geol Sci, Winnipeg, MB R3T 2N2, Canada.
Source Geostandards And Geoanalytical Research (1639-4488) (Wiley-blackwell), 2013-09 , Vol. 37 , N. 3 , P. 297-317
DOI 10.1111/j.1751-908X.2013.00209.x
WOS© Times Cited 44
French abstract Bien que les premières études démontrent la pertinence des isotopes du nickel en cosmochimie et en tant que signature biologique, la composition isotopique du nickel des roches ignées et sédimentaires terrestres ainsi que celle des dépôts de minerais est encore très peu connue. Notre contribution s'organise en quatre axes, (a) détailler la procédure analytique pour la détermination des compositions isotopiques en nickel, (b) déterminer la composition isotopique de matériaux géologiques de référence variés, (c) estimer la composition isotopique de la Terre Silicatée Globale (BSE) par rapport au standard isotopique de référence de nickel NIST SRM 986, et (d) reporter la gamme des fractionnements isotopiques du nickel dépendants de la masse dans les roches magmatiques et les dépôts de minerais. Après purification suivant une procédure de chromatographie en deux étapes, les rapports isotopiques du nickel ont été mesurés par MC-ICP-MS puis corrigés du biais de masse instrumental par la méthode du double-spike. La fidélité de nos mesures (erreur standard de la moyenne) est comprise entre 0.02 et 0.04‰, et la précision de mesure intermédiaire pour le NIST SRM 986 est de 0.05‰ (2s). Les roches ignées et mantelliques montrent une gamme restreinte de valeurs isotopiques δ60/58Ni entre −0.13 et +0.16‰, ce qui suggère une composition moyenne de la BSE à +0.05‰. Les nodules de manganèse (Nod A1; P1), le shale (SDO-1), le charbon (CLB-1) et le sol contaminé en métaux (NIST SRM 271) donnent des valeurs δ60/58Ni positives comprises entre +0.14 et +1.06‰, tandis que les sulfures riches en nickel présents dans les komatiites ont des valeurs négatives allant de −0.10 à −1.03‰.
Keyword(s) nickel, stable isotopes, MC-ICP-MS, geological reference materials, Bulk Silicate Earth, abiotic fractionation
Abstract Although initial studies have demonstrated the applicability of Ni isotopes for cosmochemistry and as a potential biosignature, the Ni isotope composition of terrestrial igneous and sedimentary rocks, and ore deposits remains poorly known. Our contribution is fourfold: (a) to detail an analytical procedure for Ni isotope determination, (b) to determine the Ni isotope composition of various geological reference materials, (c) to assess the isotope composition of the Bulk Silicate Earth relative to the Ni isotope reference material NIST SRM 986 and (d) to report the range of mass-dependent Ni isotope fractionations in magmatic rocks and ore deposits. After purification through a two-stage chromatography procedure, Ni isotope ratios were measured by MC-ICP-MS and were corrected for instrumental mass bias using a double-spike correction method. Measurement precision (two standard error of the mean) was between 0.02 and 0.04 parts per thousand, and intermediate measurement precision for NIST SRM 986 was 0.05 parts per thousand (2s). Igneous- and mantle-derived rocks displayed a restricted range of Ni-60/58 values between -0.13 and +0.16 parts per thousand, suggesting an average BSE composition of +0.05 parts per thousand. Manganese nodules (Nod A1; P1), shale (SDO-1), coal (CLB-1) and a metal-contaminated soil (NIST SRM 2711) showed positive values ranging between +0.14 and +1.06 parts per thousand, whereas komatiite-hosted Ni-rich sulfides varied from -0.10 to -1.03 parts per thousand.
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