Chemical Analysis of Iron Meteorites by Inductively Coupled
Plasma-Mass Spectrometry

Massimo D'Orazio (1, 2)* and Luigi Folco (3)

(1) Dipartimento di Scienze della Terra, Via S. Maria 53, I-56126 Pisa, Italy
(2) Istituto di Geoscienze e Georisorse, C.N.R., Via Moruzzi 1, I-56126 Pisa, Italy
(3) Museo Nazionale dell'Antartide, Via Laterina 8, I-53100 Siena, Italy
*Corresponding author. e-mail: dorazio@dst.unipi.it

Abstract
Iron meteorites were analysed for nineteen siderophile and chalcophile elements by conventional inductively coupled plasma-mass spectrometry with the specific aim of demonstrating that this technique is an effective alternative to the more routine, yet complex, methodologies adopted in this field such as instrumental or radiochemical neutron activation analysis. Two aliquots of each meteorite sample, in the form of small shavings, were dissolved, one in 6 mol l-1 HNO3 and the other in aqua regia, and diluted to a final concentration of 1 mg sample per 1 ml of solution, without pre-concentrating the analytes. Nitric acid solutions were used for the determination of the elements Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Ge and As; aqua regia solutions were analysed for the elements Mo, Ru, Rh, Pd, In, Sn, Sb, W, Re, Ir, Pt and Au. Samples were analysed by external calibration, carried out using synthetic multi-elemental solutions, and internal standardisation (with Be, Rb and Bi selected as internal standards). The results obtained from the analyses of nine geochemically well-characterized iron meteorites (Canyon Diablo, Odessa, Toluca, Coahuila, Sikhote-Alin, Buenaventura, Tambo Quemado, Gibeon, NWA 859) with widely variable chemical compositions are in good agreement with literature values for most elements. Detection limits were generally below the lowest concentration observed in iron meteorites. The most notable exception is for Ge, which cannot be successfully determined in the low-Ge meteorites of groups IVA, IVB and IIIF and a number of ungrouped irons. A test of the overall reproducibility of the adopted method, undertaken by repeatedly analysing the same Odessa IAB meteorite specimen, yielded relative standard deviations (1s) of between 1 and 6% for all elements except Cr (40%).

Keywords: iron meteorites, ICP-MS, trace elements, siderophile elements, chalcophile elements, method development.

Résumé
Dix neuf éléments sidérophiles et chalcophiles ont été analysés par la technique ICP-MS conventionnelle dans des météorites de fer, ceci dans le but précis de démontrer que cette technique est une alternative très valable à l'utilisation faite généralement de méthodes plus classiques, mais complexes telles que l'activation neutronique instrumentale ou radio chimique. Deux aliquotes de chaque échantillon de météorite, se présentant sous forme de petits copeaux, ont été dissous, l'un dans HNO3 6 mol l-1, et l'autre dans de l'eau régale, puis dilués pour une concentration finale de 1 mg d'échantillon par ml de solution, sans préconcentration des éléments. Les solutions nitriques ont été utilisées pour l'analyse des éléments Cr, Co, Ni, Cu, Ga, Ge et As, et les solutions d'eau régale pour les éléments Mo, Ru, Rh, Pd, In, Sn, Sb, W, Re, Ir, Pt et Au. Les échantillons ont été analysés par calibration externe, à partir de solutions multiélémentaires synthétiques et standardisation interne (avec Be, Rb et Bi choisis comme standards internes). Les résultats obtenus à partir des analyses de neuf météorites de fer bien caractérisées chimiquement et ayant des compositions chimiques très variables (Canyon Diablo, Odessa, Toluca, Coahuila, Sikhote-Alin, Buenaventura, Tambo Quemado, Gibeon, NWA 859) sont en très bon agrément avec les valeurs publiées, pour la plupart des éléments. Les limites de détection sont généralement au dessus des valeurs les plus basses observées dans ces météorites. L'exception la plus remarquable est celle de Ge qui n'a pas pu être déterminé dans les météorites pauvres en Ge du groupe IVA, IVB et IIIF et pour quelques ions isolés. Un test de reproductibilité de cette méthode, pratiqué en répétant l'analyse du même spécimen de la météorite Odessa IAB, montre des déviations standards relatives (1s) entre 1 et 6% pour tous les éléments sauf Cr (40%).

Mots-clés : météorites de fer, ICP-MS, éléments en trace, éléments sidérophiles, éléments chalcophiles, développement analytique.

Received 27 Jun 03 - Accepted 03 Aug 03

Geostandards Newsletter: The Journal of Geostandards and Geoanalysis
Vol. 27 No. 3 pp. 215-225 (2003)

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