Characterisation of a Natural Quartz Crystal as a Reference Material for Microanalytical Determination of Ti, Al, Li, Fe, Mn, Ga and Ge

A natural smoky quartz crystal from Shandong province, China, was characterised by laser ablation ICP-MS, electron probe microanalysis (EPMA) and solution ICP-MS to determine the concentration of twenty-four trace and ultra trace elements. Our main focus was on Ti quantification because of the increased use of this element for titanium-in-quartz (TitaniQ) thermobarometry. Pieces of a uniform growth zone of 9 mm thickness within the quartz crystal were analysed in four different LA-ICP-MS laboratories, three EPMA laboratories and one solution-ICP-MS laboratory. The results reveal reproducible concentrations of Ti (574gg(-1)), Al (154 +/- 15gg(-1)), Li (30 +/- 2gg(-1)), Fe (2.2 +/- 0.3gg(-1)), Mn (0.34 +/- 0.04gg(-1)), Ge (1.7 +/- 0.2gg(-1)) and Ga (0.020 +/- 0.002gg(-1)) and detectable, but less reproducible, concentrations of Be, B, Na, Cu, Zr, Sn and Pb. Concentrations of K, Ca, Sr, Mo, Ag, Sb, Ba and Au were below the limits of detection of all three techniques. The uncertainties on the average concentration determinations by multiple techniques and laboratories for Ti, Al, Li, Fe, Mn, Ga and Ge are low; hence, this quartz can serve as a reference material or a secondary reference material for microanalytical applications involving the quantification of trace elements in quartz. Un cristal naturel de quartz fume provenant de la province de Shandong, en Chine, a ete analyse par ICP-MS (ablation laser et solution) et microsonde electronique (EPMA) pour determiner la concentration de vingt-quatre elements traces et ultra-traces. Notre objectif principal etait la quantification du Ti en raison de l'utilisation accrue de cet element pour la methode de thermobarometrie dite du << titane-dans le-quartz (TitaniQ)>>. Des fragments du cristal de quartz preleves dans une zone de croissance uniforme de 9mm d'epaisseur ont ete analyses dans quatre laboratoires differents par LA-ICP-MS, dans trois laboratoires par EPMA, et dans un laboratoire par solution-ICP-MS. Les resultats mettent en evidence des concentrations de Ti reproductibles (57 +/- 4gg(-1)), Al (154 +/- 15gg(-1)), Li (30 +/- 2gg(-1)), Fe (2,2 +/- 0,3gg(-1)), Mn (0,34 +/- 0,04gg(-1)), Ge (1,7 +/- 0,2gg(-1)) et Ga (0,020 +/- 0,002gg(-1)), et des concentrations detectables, mais moins reproductibles pour Be, B, Na, Cu, Zr, Sn et Pb. Les concentrations en K, Ca, Sr, Mo, Ag, Sb, Ba et Au sont inferieures aux limites de detection de ces trois techniques. Les incertitudes sur les determinations des concentrations moyennes par de multiples techniques et laboratoires pour Ti, Al, Li, Fe, Mn, Ga et Ge sont faibles; par consequent, ce quartz peut servir de materiau de reference ou de materiau de reference secondaire pour des applications microanalytiques impliquant la quantification des elements traces dans le quartz.