Measurement of 34S/32S Ratios of NBS 120c and BCR 32 Phosphorites Using Purge and Trap EA-IRMS Technology

Measurements of sulfur stable isotope ratios (S-34/S-32) have suffered from technical difficulties in analysing low-S materials reducing their use despite their undeniable scientific interest. The measurement of S-34/S-32 ratios is a powerful tool for deciphering problems such as determining the sources of environmental pollutants, to detect adulteration, tracking the evolution of the redox state of the oceans and quantifying the role of the bacterial activity in sulfide minerals genesis. We have used a high-precision method of sulfur isotope determination using a new type of elemental analyser based on purge and trap' technology. This new technique demonstrates the high quality of S-34/S-32 measurements for samples with S concentrations lower than 1% m/m. International calibrated references of diverse sulfur-bearing materials were used to calibrate two low (<1%) S-bearing phosphorites used as compositional reference material for future use as isotopic references: BCR 32 and NBS 120c. S-34(CDT) values of, respectively, 18.2 (1s=0.3; n=23) and 18.3 parts per thousand (1s=0.4; n=20) are proposed for these. Calibration of both phosphorites with international reference materials led to calculation of a mean standard error close to 0.4 parts per thousand. The demonstration of a capability to reliably measure S isotope ratios in low-S phosphate minerals or rocks opens up new fields of palaeoenvironmental reconstructions. Les mesures des rapports isotopiques du soufre (S-34/S-32) ont souffert de difficultes techniques pour l'analyse des materiaux ayant de faibles concentrations en S reduisant ainsi leur utilisation malgre leur indeniable interet scientifique. La mesure des rapports S-34/S-32 est un outil performant pour resoudre des problemes tels que determiner les sources de polluants environnementaux, pour detecter certaines adulterations, suivre les conditions d'oxydo-reduction des oceans et quantifier le role de l'activite bacterienne dans la genese des mineraux contenant du soufre. Nous avons utilise une methode de haute precision pour l'analyse des rapports isotopiques du soufre en utilisant un nouveau type d'analyseur elementaire base sur la technique du << purge and trap >>. Cette nouvelle technique demontre la grande qualite des mesures S-34/S-32 pour des echantillons ayant des concentrations en S inferieures a 1% m/m. Des references internationales constituees de divers materiaux soufres ont ete utilisees pour calibrer deux phosphorites contenant de faibles teneurs en soufre (<1%) considerees comme des references compositionnelles afin de pouvoir les utiliser comme references isotopiques: BCR 32 et NBS 120c. Des valeurs isotopiques de respectivement 18.2 parts per thousand (1s=0.3; n=23) et 18.3 parts per thousand (1s=0.4; n=20) sont ainsi proposees. La calibration de ces deux phosphorites avec des materiaux de reference internationaux nous a permis de calculer une erreur standard moyenne proche de 0.4 parts per thousand. La demonstration de la possibilite de mesurer de maniere fiable les rapports isotopiques du soufre dans des roches ou mineraux pauvres en soufre ouvre de nouveaux champs d'investigation pour les reconstructions paleo-environnementales.