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硫被认为是自然界中同位素分馏最为明显的元素之一,其同位素组成作为重要的示踪剂被广泛应用于古环境、生物学、环境科学和矿物学等研究领域。海洋生物碳酸盐中的微量硫被称作碳酸盐晶格硫(Carbonate-associated sulfate, CAS; Substituted sulfate in carbonate, SSS),硫是以硫酸根(SO42-)的形式进入碳酸盐晶格中,并成为碳酸盐晶格的一部分。由于该过程分馏极小,因此碳酸盐晶格硫同位素组成能真实地反映同时期海洋环境中硫酸盐的同位素组成。同时,碳酸盐以其在地层中的分布更加连续、年代地层间的关系更加准确等优势,逐渐替代早期的蒸发岩成为了研究古海洋硫循环及环境事件的重要媒介。因此,海洋生物碳酸盐中的硫同位素组成具有重要的环境意义。本论文采用扇形磁场电感耦合等离子体质谱法(SF-ICP-MS)分析生物碳酸盐样品中的硫同位素组成。由于生物碳酸盐样品中钙含量高达95%,而硫含量相对较低(通常<0.2%),在进行ICP-MS分析前必须对样品中硫进行分离纯化,以获得准确的同位素分析结果。本论文的研究内容及得出的结论如下：首先,在中分辨模式(m/△m=4000)下利用扇形磁场电感耦合等离子体质谱仪(SF-ICP-MS)建立了精确测定硫同位素组成的方法,对ICP离子源、光学透镜系统、数据获取参数(扫描时间、扫描次数、积分窗口等)以及浓度效应进行了系统优化和评估,并用“标准-样品”交叉法校正仪器自身的质量歧视。在此基础上,在不同日期重复测定了硫同位素参考物质GBW04414和GBW04415的δ34SV-CDT,结果分别为-0.01±0.31‰22.15±0.42‰(1σ),误差<±0.06‰，精密度<±0.5‰(n=10),达到了目前同类方法所报道的最高水平。采用该法测定瓶装矿泉水、雨水和河水等天然水样中δ34S的精密度为±0.19‰～±0.58‰(1σ),与同位素参考物质的测定精密度相近,表明所建立的方法可以用于天然样品中硫同位素组成的测定。其次,采用阴离子交换树脂AG1-X8及自制微型离子交换柱建立了适于测定海洋生物碳酸盐中硫同位素组成的样品前处理技术,对样品溶液介质及其浓度、洗脱曲线和基体分离情况等柱化学过程参数进行了选择和系统优化。方法的全程空白为11.2ng S,硫同位素参考物质GBW04414和GBW04415的回收率分别为100.4±0.5%和100.0±0.6%(n=21),实际样品加标回收率在98.5%～103.3%之间,且S042-能与Ca、Na、P、Si等基体元素成功分离,洗脱液中残余浓度均低于10μg/L,对四种基体元素的去除率达到99%以上,残余基体元素C1和Br对硫同位素组成分析的影响可以忽略不计。测得GBW04414和GBW04415经离子交换分离后的δ34Sv-CDT分别为-0.09±0.37‰和22.05±0.44‰(1σ),精密度<±0.5‰(n=21),误差≤±0.1‰，说明分离纯化过程中不会发生硫同位素分馏。最后,将所建立的AG1-X8阴离子交换树脂分离纯化/SF-ICP-MS测定硫同位素组成的方法应用于中国近海双壳类壳体中硫同位素组成的分析,测得其δ34Sv-CDT分布在20.30‰～22.05‰之间,平均为21.40‰±0.59‰(1a),落在文献报道的现代海洋生物碳酸盐中硫同位素组成范围(19.6‰～22.9‰)内,且分析精度在±0.14‰～±0.77‰之间,与同位素参考物质的测定精密度相近,表明本论文所建立的方法可以用于生物碳酸盐样品中硫同位素组成的分析。