Determination of scandium, yttrium and rare earth elements in rocks
by high resolution inductively coupled plasma-mass spectrometry

Philip Robinson (1), Ashley T. Townsend (2), Zongshou Yu (3) and Carsten Münker (1, 3)

(1) School of Earth Sciences, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, 7001,
Australia. e-mail: Phil.Robinson@utas.edu.au
(2) Central Science Laboratory, University of Tasmania, Hobart, Tasmania, 7001,
Australia
(3) Centre for Ore Deposit Research, University of Tasmania, Hobart, Tasmania,
7001, Australia

Abstract
The high sensitivity, minimal oxide formation and single internal standard capability of high resolution inductively coupled plasma-mass spectrometry (HR-ICP-MS) is demonstrated in the direct determination of Sc, Y and REE in the international reference materials: basalts (BCR-1, BHVO-1, BIR-1, DNC-1), andesite (AGV-1) and ultramafics (UB-N, PCC-1 and DTS-1). Time consuming ion exchange separation or preconcentration were found to be unnecessary. Smooth chondrite normalized plots of the REE in PCC-1 and DTS-1 were obtained in the range 0.8-50 ng /g (0.01-0.1x chondrite). Method precision was found to be digestion dependent with an average external repeatability of 2-4% for the basalts, AGV-1 and UB-N, and 10% for PCC-1 and DTS-1. The mass peak due to 45Sc was completely resolved from 29Si16O and 28Si16O1H spectral interferences using medium resolution, which casts doubt on the accuracy of Sc determinations using quadrupole ICP-MS. Literature values for Y in rock reference materials were found to be approximately 9% high after HR-ICP-MS and XRF analysis.

Keywords: rare earth elements, scandium, yttrium, high resolution inductively coupled plasma-mass spectrometry, silicate rocks, method developments.

Résumé
La grande sensibilité, la formation minimale d'oxydes et la capacité de normalisation avec un seul standard interne de l'ICP-MS à haute résolution sont démontrées par l'analyse directe de Sc, Y et des Terres Rares dans les matériaux de référence suivants: basaltes (BCR-1, BHVO-1, BIR-1 et DNC-1), andésite (AGV-1) et ultrabasites (UB-N, PCC-1 et DTS-1). Il n'est plus nécessaire d'effectuer de longues préconcentrations ou séparations sur colonne échangeuse d'ion. Des spectres de Terres Rares lissés et normalisés aux chondrites sont obtenus pour PCC-1 et DTS-1, pour des concentrations comprises entre 0.8 et 50 ng /g (de 0.01 à 0.1 fois les chondrites). La précision de la méthode s'est révélée être dépendante de la phase d'attaque et mise en solution, avec une reproductibilité externe moyenne comprise entre 2 et 4% pour les basaltes, AGV-1 et UB-N et 10% pour PCC-1 et DTS-1. Le pic de la masse 45 du Sc a été complètement séparé des interférences spectrales dues à 29Si16O et 28Si16O1H en utilisant une résolution moyenne, ce qui laisse planer un doute sur l'exactitude des déterminations de Sc faites par ICP-MS à quadrupôle. Les données de la littérature pour Y dans les matériaux de référence se sont révelées être 9% plus hautes après analyse par HR-ICP-MS et XRF.

Mots-clés : Terres Rares, scandium, yttrium, ICP-MS haute résolution, roches silicatées, développements de méthodes.

Received 06 Aug 98 - Accepted 05 Nov 98

Geostandards Newsletter: The Journal of Geostandards and Geoanalysis
Vol. 23 No. 1 pp. 31-46 (1999)

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