Halogens are critical elements for transporting metals in hydrothermal solution and tracing the sources of fluids and volatiles in subduction zones. This study tested the suitability of LA-ICPMS for simultaneous measurement of Cl, Br and I with selected trace elements in altered gabbros recovered from the Atlantis Bank core complex close to the SW Indian Ridge. The aim was to better understand the causes of I-enrichment in low temperature carbonate and Fe-oxyhydroxide alteration, which is intensely developed in core recovered from between ~100 and ~600 mbsf down Hole U1473A drilled during Expedition 360 of the International Ocean Discovery Program (IODP). The analysis of reference materials including scapolites, Durango apatite, USGS and NIST reference glasses and volcanic glasses demonstrate Cl, Br and I can be measured in most minerals, but accuracy is limited by matrix dependent laser backgrounds (false signals of Cl, Br and I generated during sample ablation). Silicate reference glasses define reproducible ‘laser backgrounds’ of ~320 μg/g Cl and ~1.7 μg/g Br that point to limits of quantification of ~200 μg/g Cl and ~1 μg/g Br in silicate glasses after correction for laser backgrounds. In contrast, laser backgrounds are much lower and possibly negligible for carbonate, suggesting limits of quantification as low as ~50 μg/g Cl and 0.1 μg/g for Br, dependent on instrument sensitivity. Laser backgrounds for I varied between minerals and analytical sessions, there was no laser background for I in apatite and under favourable conditions silicate glasses have laser backgrounds of <1 μg/g. In addition to the laser backgrounds, we report a correction for interference of doubly charged rare earth elements on Br measurement, which significantly improves data quality for some samples. The Atlantis Bank alteration minerals investigated include calcite veins and Fe-oxyhydroxide, which is intermixed with, and cut by veinlets of, calcite and smectite. The Fe-oxyhydroxide contains 100 s–1000s μg/g Cl, 10s μg/g Br and 5–30 μg/g I and it is strongly enriched in other trace elements including B and As. Most calcite veins contain <100–200 μg/g Cl, <0.4–0.9 μg/g Br and 5–26 μg/g I. Among the halogens, I is uniquely correlated with divalent cations in calcite including Mg and Sr, consistent with its incorporation into the carbonate lattice as iodate. In most cases smectite contains less I than coexisting calcite or Fe-oxyhydroxide, but three smectite grains in one sample are exceptionally enriched with 150–240 μg/g I. The in situ analyses support the attribution of exceptional iodine enrichment of Atlantis Bank lithologies to preferential adsorption of iodate over halides by Fe-oxyhydroxides and subsequent remobilisation with preferential fixing of iodate in carbonate-dominated alteration. The data demonstrate the utility of LA-ICPMS for in situ halogen studies. Iodine in carbonate veins can provide information about fluid oxidation state and fluid-rock reaction history. However, further work is required to test if Cl and Br in carbonate can provide information about fluid sources.

中文翻译：

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通过 LA-ICPMS 对碳酸盐脉和 Fe-羟基氧化物进行卤素和微量元素分析：对海底蚀变的影响，亚特兰蒂斯银行，西南印度洋脊

卤素是在热液溶液中运输金属和追踪俯冲带中流体和挥发物来源的关键元素。本研究测试了 LA-ICPMS 与从靠近西南印度洋脊的亚特兰蒂斯银行核心复合体中回收的蚀变辉长岩中的选定微量元素同时测量 Cl、Br 和 I 的适用性。目的是更好地了解低温碳酸盐中 I-富集的原因和 Fe-羟基氧化物蚀变，这在从国际海洋发现计划远征 360 期间钻取的约 100 至约 600 mbsf 的钻孔 U1473A 中回收的岩心中强烈发育(IODP)。对包括方柱石、杜兰戈磷灰石、USGS 和 NIST 参考玻璃和火山玻璃在内的参考材料的分析表明，可以在大多数矿物质中测量 Cl、Br 和 I，但精度受到基质相关激光背景（样品烧蚀过程中产生的 Cl、Br 和 I 的假信号）的限制。硅酸盐参考玻璃定义了 ~320 μg/g Cl 和 ~1.7 μg/g Br 的可重现“激光背景”，这表明在激光校正后硅酸盐玻璃中 ~200 μg/g Cl 和 ~1 μg/g Br 的定量限制背景。相比之下，碳酸盐的激光背景要低得多，可能可以忽略不计，这表明定量限制低至~50 μg/g Cl 和 0.1 μg/g Br，取决于仪器灵敏度。I 的激光背景因矿物和分析会话而异，磷灰石中的 I 没有激光背景，并且在有利条件下，硅酸盐玻璃具有 <1 μg/g 的激光背景。除了激光背景，我们报告了对双电荷稀土元素对 Br 测量的干扰的校正，这显着提高了某些样品的数据质量。研究的亚特兰蒂斯银行蚀变矿物包括方解石脉和氢氧化铁，它们与方解石和蒙脱石的细脉混合并被它们切割。Fe-羟基氧化物含有 100 s–1000s μg/g Cl、10s μg/g Br 和 5–30 μg/g I，并且富含其他微量元素，包括 B 和 As。大多数方解石脉含有 <100–200 μg/g Cl、<0.4–0.9 μg/g Br 和 5–26 μg/g I。在卤素中，I 与方解石中的二价阳离子（包括 Mg 和 Sr）唯一相关，与它以碘酸盐的形式结合到碳酸盐晶格中。在大多数情况下，蒙脱石比共存的方解石或氢氧化铁含有更少的 I，但一个样品中的三个蒙脱石颗粒异常富集 150-240 μg/g I。 原位分析支持亚特兰蒂斯银行岩性的异常碘富集归因于 Fe-羟基氧化物优先吸附碘酸盐而不是卤化物，随后优先重新动员在碳酸盐为主的蚀变中固定碘酸盐。数据证明了 LA-ICPMS 在原位卤素研究中的实用性。碳酸盐岩脉中的碘可以提供有关流体氧化状态和流体-岩石反应历史的信息。然而，需要进一步的工作来测试碳酸盐中的 Cl 和 Br 是否可以提供有关流体来源的信息。原位分析支持亚特兰蒂斯银行岩性的异常碘富集归因于 Fe-羟基氧化物优先吸附碘酸盐而不是卤化物，随后在以碳酸盐为主的蚀变中优先固定碘酸盐进行再动员。数据证明了 LA-ICPMS 在原位卤素研究中的实用性。碳酸盐岩脉中的碘可以提供有关流体氧化状态和流体-岩石反应历史的信息。然而，需要进一步的工作来测试碳酸盐中的 Cl 和 Br 是否可以提供有关流体来源的信息。原位分析支持亚特兰蒂斯银行岩性的异常碘富集归因于 Fe-羟基氧化物优先吸附碘酸盐而不是卤化物，随后在以碳酸盐为主的蚀变中优先固定碘酸盐进行再迁移。数据证明了 LA-ICPMS 在原位卤素研究中的实用性。碳酸盐岩脉中的碘可以提供有关流体氧化状态和流体-岩石反应历史的信息。然而，需要进一步的工作来测试碳酸盐中的 Cl 和 Br 是否可以提供有关流体来源的信息。碳酸盐岩脉中的碘可以提供有关流体氧化状态和流体-岩石反应历史的信息。然而，需要进一步的工作来测试碳酸盐中的 Cl 和 Br 是否可以提供有关流体来源的信息。碳酸盐岩脉中的碘可以提供有关流体氧化状态和流体-岩石反应历史的信息。然而，需要进一步的工作来测试碳酸盐中的 Cl 和 Br 是否可以提供有关流体来源的信息。