Introducing a Comprehensive Data Reduction and Uncertainty Propagation Algorithm for U-Th Geochronometry with Extraction Chromatography and Isotope Dilution MC-ICP-MS

We present an open-source algorithm in Mathematica application (Wolfram Research) with a transparent data reduction and Monte Carlo simulation of systematic and random uncertainties for U-Th geochronometry by multi-collector ICP-MS. Uranium and thorium were quantitatively separated from matrix elements through a single U/TEVA extraction chromatography step. A rigorous calibrator-sample bracketing routine was adopted using CRM-112A and IRMM-035 standard solutions, doped with an IRMM-3636a 233U/236U ‘double-spike’ to account for instrumental mass bias and deviations of measured isotope ratios from certified values. The mean of 234U/238U and 230Th/232Th in the standard solutions varied within 0.42 and 0.25‰ (permil) of certified ratios, respectively, and were consistent with literature values within uncertainties. Based on multiple dissolutions with lithium metaborate flux fusion, U and Th concentrations in USGS BCR-2 CRM were updated to 1739 ± 2 and 5987 ± 50 ng g−1 (95% CI), respectively. The measurement reproducibility of our analytical technique was evaluated by analysing six aliquots of an in-house reference material, prepared by homogenising a piece of speleothem (CC3A) from Cathedral Cave, Utah, which returned a mean age of 21483 ± 63 years (95% CI, 2.9‰). Replicate analysis of ten samples from CC3A was consistent with ages previously measured at the University of Minnesota by single-collector ICP-MS within uncertainties. Nous presentons un algorithme open-source sur Mathematica (Wolfram Research) pour le traitement des donnees de geochronometrie U-Th obtenues sur multi-collecteur ICP-MS. L'algorithme permet une reduction des donnees transparentes et propage les erreurs systematiques et aleatoires par simulation de Monte Carlo. L'uranium et le thorium sont separes de maniere quantitative des elements de matrice grâce a une seule etape de chromatographie d'extraction sur U/TEVA. Une routine rigoureuse de bracketing standards-echantillons, utilisant les solutions standards CRM-112A et IRMM-035, a ete adoptee pour corriger le biais de masse instrumental et les deviations entre les valeurs certifiees et mesurees des rapports isotopiques. La moyenne des rapports 234U/238U et 230Th/232Th dans les solutions standards varie, respectivement, entre 0.42 et 0.25‰ par rapport aux valeurs certifiees, et sont en accord avec les valeurs publiees dans la litterature, dans les barres d'erreurs. De multiple dissolutions de BCR-2 CRM (USGS) ont ete effectuees avec un fondant a base de metaborate de lithium et les concentrations en U et Th sont actualisees a 1739 ± 2 et 5987 ± 50 ng g−1, respectivement. Nous avons evalue la reproductibilite des mesures de notre technique analytique en mesurant six aliquots de notre materiel de reference interne, un morceau du speleotheme CC3 broye et homogeneise, pour lequel nous obtenons un âge moyen de 21483 ± 63 ans (95% CI, 2.9‰). Les analyses conduites sur dix echantillons extraits d'un speleotheme (CC3A) de Cathedral Cave, Utah, sont en accord, dans les barres d'erreurs, avec les âges precedemment obtenus a l'Universite du Minnesota par single-collecteur ICP-MS.