Isotopes Radiogéniques & Stables – Spectrométrie de Masse

Logo carré Tims

Responsable scientifique

Guillaume Paris
guillaume.paris@univ-lorraine.fr

Responsable technique

Catherine Zimmermann
catherine.zimmermann@univ-lorraine.fr

Référent AMS

Pierre-Henri Blard
pierre-henri.blard@univ-lorraine.fr

Chercheurs associés

Personnel d'appui à la recherche

La plateforme IRISS se consacre à la préparation chimique et à l’analyse isotopique de haute précision d’échantillons géologiques, extraterrestres ou environnementaux. Cela inclut le développement de nouveaux outils basées sur les variations d’abondance isotopique d’isotopes stables (dépendant de la masse ou non), radiogéniques et la préparation des radionucléides cosmogéniques.
Nous utilisons ces outils pour différents projets en Sciences de la Terre et de l’Univers : formation de la Terre et du système solaire, géochronologie, processus magmatiques, différenciation mantellique, altération continentale, reconstructions (paléo)environnementales ou encore caractérisation de la pollution et de l’influence des activités anthropiques.
Les principaux équipements de notre plateforme sont un MC-ICPMS Neptune Plus, un TIMS Triton Plus et un ICPMS quadrupole X-series II. Nous avons également un plateau de salles blanches regroupées dans le cadre du plateau STEHLo. IRISS est localisée au CRPG et émarge au niveau local au sein du réseau ANATELo de l’OSU OTELo, et au niveau national au sein de RéGEF de l’INSU (réseau spectrométrie TIMS, MC-ICPMS & LA-ICPMS et réseau AMS). IRISS fait partie des salles blanches satellites pour la préparation en amont des échantillons analysés par l’AMS ASTER du LN2C (Laboratoire National des Nucléides Cosmogéniques). IRISS fait partie également de la plateforme SGRIF du réseau Europlanet. 
Logo du réseau Analyses Terre Environnement Lorraine
LOGO-RéGEF
Logo europlanet
logo Sarm

équipements

Spectromètre de masse à thermoionisation et multicollecteur Triton Plus™

Thermo Scientific Triton Plus Negative/positive - TIMS

Équipement notable :
3 détecteurs 1013 Ω pour les très faibles signaux

Analyses :
186OS/188Os, 187OS/188Os
ε142Nd
ε40Ca, δ44Ca
87Sr/86Sr

Photographie plubicitaire du Thermofisher Neptune plus

Thermo Scientific Neptune Plus - Multicollector

Systèmes couplés :
Systèmes d’introduction : Apex HF Desolvating Nebulizer (ESI), Aridus II Desolvating Nebulizer System and HGX‑200 Hydride Generation System (Teledyne CETAC Technologies).

Analyses :
δ7Li, δ26Mg, δ34S, Δ33S, δ56Fe, δ60Ni,δ65Cu, δ66Zn, δ74Ge, δ114Cd, ε143Nd, δ148Nd, δ202Hg, Δ199Hg, Δ201Hg, 204,206,207,208Pb, Re, PGE, Sm-Nd

Thermo Scientific XSeries 2

Thermo Scientific X-Series 2 Quadrupole

Analyses :
Calibration de colonnes, rapports Métaux/Calcium

illustration des salles blanches (préparation échantillon)

Salles blanches - plateforme STEHLo

Description :

En amont de l’analyses isotopiques des échantillons (soit au CRPG pour les analyses TIMS-MC-ICPMS, soit au CEREGE pour les analyses AMS), qui incluent par exemple météorites, roches ignées, sédiments, eaux de rivières ou plantes, les éléments chimiques d’intérêt doivent être extraits de leur matrice naturelle : il s’agit de les digérer, c’est à dire de les mettre en solution, puis de les extraire par différentes méthodes (résine échangeuse d’ion, distillation, chromatographie liquide-liquide). STEHLo est un plateau de salles blanches dans lesquelles l’air est intégralement renouvelé et certifié ISO6 dans certaines salles. Afin de limiter la consommation d’énergie, nous recyclons les calories pour réguler les températures de la salle.

Méthodes principales :

En plus des méthodes bien établies (e.g. traçage de sources 87Sr/86Sr ou εNd), nous utilisons également des techniques plus complexes (e.g.  datations Rb-Sr, Sm-Nd, Pb-Pb, Lu-Hf, Re-Os) développons de nouvelles approches pour des isotopes spécifiques, qu’ils soient stables ou radiogéniques (e.g., Δ33S, ε40Ca, δ51V, δ65Cu, ε66 Zn, δ74Ge, 186Os/188Os, δ148Nd, ou encore ɛ205Tl) et disposons d’une salle dédiée à la préparations des échantillons pour analyses des radionucléides cosmogéniques (10Be et 26Al).
 

L’ensemble de ces salles blanches est regroupé au sein du plateau STEHLo qui héberge également un espace de stockage d’échantillons extraterrestres.

Accès : L’accès à la plateforme nécessite une formation préalable. Notre plateforme accueille annuellement doctorants, postdoctorants et étudiants, principalement de la Faculté de Sciences et Technologie de l’Université de Lorraine et de l’Ecole Nationale Supérieure de Géologie. Nous réalisons également des prestations pour nos collaborateurs académiques ou partenaires privés, n’hésitez pas à contacter le SARMi (Sr, Nd, Pb) ou à contacter les responsables (par e-mail ou via le formulaire ci-dessous) pour obtenir plus d’informations sur d’autres éléments ou systèmes isotopiques.

Tarifs : contacter les responsables de la plateforme.

Formulaire de demande :

    Charte Anatelo

    Règles de vie commune dans IRISS et dans STEHLo

    Tableau IRISS

    membres

    Photographie de Guillaume Paris
    Guillaume Paris
    Photographie de Catherine Zimmermann
    Catherine Zimmermann
    Photographie de Guillaume Caro
    Guillaume Caro
    Photographie de Damien Cividini
    Damien Cividini
    Photographie de Christophe Cloquet
    Christophe Cloquet
    Photographie de Albert Galy
    Albert Galy
    Avatar photo profil par défaut
    Béatrice Luais
    Avatar photo profil par défaut
    Sune Nielsen
    Photographie de Christiane Parmentier
    Christiane Parmentier
    Photo Marine Paquet
    Marine Paquet
    Photographie de Marie Protin
    Marie Protin
    Photographie de Laurie Reisberg
    Laurie Reisberg
    Photographie de Aimeryc Schumacher
    Aimeryc Schumacher

    Quelques publications de la plateforme

    1. Caro G., Grocolas N., Bourgeois P., Bouilhol P., Mojzsis S., Paris G., Early Archaean onset of volatile cycling at subduction zones (2025), Nature Geoscience 18, pages 436–442 (« News and views ») https://doi.org/10.1038/s41561-025-01677-5
    2. Dantas Cardoso C., Pik R, Caracausi A, Halldórsson S. A., Stefánsson A., Zimmermann L., Paris G., Ricci A., Hjartarson H., Helium isotopes in geothermal fluids reveal off-rift plume degassing and localized seismicity-induced processes in North Iceland (2025), GCA, 395, 12-21, https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.03.004Get rights and content
    3. Erlanger E. , Bufe A., Paris G., D’Angeli I., Pisani L., Kemeny P.C., Stammeier J., Haghipour N & Hovius N., Deep CO2 release and the carbon budget of the central Apennines modulated by geodynamics Nature (2024), Geoscience, 1-7 465-471 https://doi.org/10.1038/s41561-024-01396-3
    4. Dalou C., Riguet L, Villeneuve J., Tissandier L, Rigaudier T, Cividini D, Zollinger J, Paris, G, Synthesis and Characterization of Metallic (Fe‐Ni, Fe‐Ni‐Si) Reference Materials for SIMS 34S/32S Measurements (2024), Geostandards and Geoanalytical Research 48-4, 927-940https://doi.org/10.1111/ggr.12584
    5. Paris G. Determination of Unbiased δ34S and Δ33S Values by MC‐ICP‐MS Using Down to 30 nmol of Sulfur (2024), Geostandards and Geoanalytical Research, 48 (1), 29-42 https://doi.org/10.1111/ggr.12535
    6. Jouini A., G. Paris, G. Caro, A. Bartolini, S. Gardin Constraining oceanic carbonate chemistry evolution during the Cretaceous-Paleogene transition: Combined benthic and planktonic calcium isotope records from the equatorial Pacific ocean (2023) Earth and Planetary Science Letters 619, 118305
    7. Thaler C. , G. Paris, M. Dellinger, D. Dissard, S. Berland, A. Marie, A. Labat, A. Bartolini Impact of seawater sulfate concentration on sulfur concentration and isotopic composition in calcite of two cultured benthic foraminifera (2023), Biogeosciences, 20, 5177–5198, https://doi.org/10.5194/egusphere-2023-631
    8. Dasari S., Paris, G., Pei, Q., Cong, Z., Widory, D. Tracing the origin of elevated springtime atmospheric sulfate on the southern Himalayan-Tibetan plateau (2023), Environmental Science: Advances, 2(8), pp. 1110–1118
    9. Grocolas, T., Bouilhol, P., Caro, G., Mojzsis, S.J., 2022. Eoarchean subduction-like magmatism recorded in 3750 Ma mafic–ultramafic rocks of the Ukaliq supracrustal belt (Québec). Contrib. Mineral. Petrol. 177, 39. https://doi.org/10.1007/s00410-022-01904-x
    10. Klaessens, D., Reisberg, L., Jousselin, D., Godard, M., Aupart, C., 2021. Osmium isotope evidence for rapid melt migration towards the Moho in the Oman ophiolite. Earth Planet. Sci. Lett. 572, 117111. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.117111
    11. Laurent, D., Durlet, C., Barré, G., Sorriaux, P., Audra, P., Cartigny, P., Carpentier, C., Paris, G., Collon, P., Rigaudier, T., Pironon, J., Gaucher, E.C., 2021. Epigenic vs. hypogenic speleogenesis governed by H2S/CO2 hydrothermal input and Quaternary icefield dynamics (NE French Pyrenees). Geomorphology 387, 107769. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.107769
    12. Maltese, A., Caro, G., Pandey, O.P., Upadhyay, D., Mezger, K., 2022. Direct evidence for crust-mantle differentiation in the late Hadean. Commun. Earth Environ. 3, 12. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00341-9
    13. Mitra, A., Sen, I.S., Pandey, S.K., Velu, V., Reisberg, L., Bizimis, M., Cloquet, C., Nizam, S., 2021. Lead Isotope Evidence for Enhanced Anthropogenic Particle Transport to the Himalayas during Summer Months. Environ. Sci. Technol. 55, 13697–13708. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c03830
    14. Reisberg, L., Zimmermann, C., 2021. Optimisation of 186Os/188Os Measurements by N-TIMS Using Amplifiers Equipped with 1013 Ω Resistors. Geostand. Geoanalytical Res. 45, 287–311. https://doi.org/10.1111/ggr.12371
    15. Song, B., Yang, Y., Yang, R., Galy, A., Zhang, K., Ji, J., Liu, Y., Ai, C., Wang, C., Hou, Y., 2020. Miocene 87Sr/86Sr ratios of ostracods in the northern Qaidam Basin, NE Tibetan Plateau, and links with regional provenance, weathering and eolian input. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 552, 109775. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109775
    16. Zelano, I.O., Cloquet, C., van der Ent, A., Echevarria, G., Gley, R., Landrot, G., Pollastri, S., Fraysse, F., Montargès-Pelletier, E., 2020. Coupling nickel chemical speciation and isotope ratios to decipher nickel dynamics in the Rinorea cf. bengalensis-soil system in Malaysian Borneo, Plant and Soil volume 454, 225–243. https://doi.org/10.1007/s11104-020-04541-0
    17. Bekaert, D.V., Broadley, M.W., Delarue, F., Druzhinina, Z., Paris, G., Robert, F., Sugitani, K., Marty, B., 2020. Xenon isotopes in Archean and Proterozoic insoluble organic matter: A robust indicator of syngenecity? Precambrian Res. 336, 105505. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2019.105505
    18. Chernonozhkin, S.M., Mercadier, J., Reisberg, L., Luais, B., Zimmermann, C., Morlot, C., Salsi, L., Lecomte, A., Rouer, O., Brouand, M., Doney, A., Ledru, P., 2020. Evaluation of rammelsbergite (NiAs2) as a novel mineral for 187Re-187Os dating and implications for unconformity-related U deposits. Geochim. Cosmochim. Acta 280, 85–101. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.04.011
    19. Florin, G., Luais, B., Rushmer, T., Alard, O., 2020. Influence of redox processes on the germanium isotopic composition of ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta 269, 270–291. https://doi.org/10.1016/j.gca.2019.10.038