Sulfur Concentration in Geochemical Reference Materials by Solution Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

With implications for the origin of ore deposits, redox state of the atmosphere, and effects of volcanic outgassing, understanding the sulfur cycle is vital to our investigation of Earth processes. However, the paucity of sulfur concentration measurements in silicate rocks and the lack of well-calibrated reference materials with concentrations relevant to the rocks of interest have hindered such investigations. To aid in this endeavour, this study details a new method to determine sulfur concentration via high mass resolution solution inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). The method is based on an aqua regia leach, involving relatively rapid sample preparation and analysis, and uses small test portion masses (< 50 mg). We utilised two independently prepared standard solutions to calibrate the analyses, resulting in 4% accuracy, and applied the method to eight geochemical reference materials. Measurements were reproducible to within ~ 10%. Sulfur concentrations and isotopes of six reference materials were measured additionally by elemental analyser-combustion-isotope ratio mass spectrometry to independently evaluate the accuracy of the ICP-MS method. Reference materials that yielded reproducible measurements identical to published values from other laboratories (JGb-1, JGb-2 and MAG-1) are considered useful materials for the measurement of sulfur. Reference materials that varied between studies but were reproducible for a given test portion perhaps suffer from sample heterogeneity and are not recommended as sulfur reference materials. La comprehension du cycle du soufre est essentielle pour les etudes des processus terrestres avec notamment des implications pour une meilleure connaissance de l'origine des gisements de minerai, de l'etat redox de l'atmosphere et des effets du degazage volcanique. Cependant, la rarete des mesures de concentration du soufre dans les roches silicatees et le manque de materiaux de reference bien calibres et avec des concentrations pertinentes pour les roches d'interet entravent les etudes. Afin d'avancer dans cette problematique, cette etude detaille une nouvelle methode pour determiner le soufre en utilisant la technique solution ICP-MS a haute resolution de masse. La methode est basee sur une lixiviation a base d'aqua regia, impliquant une preparation d'echantillons et un temps d'analyse relativement rapides, et qui utilise de petites portions de masses tests (< 50 mg). Nous avons utilise deux solutions standards preparees independamment pour calibrer les analyses, ce qui debouche sur une precision de 4%, et nous avons applique la methode a huit materiaux de reference geochimiques. Les mesures sont reproductibles a environ 10% pres. Des analyses de la concentration et des isotopes du soufre de six materiaux de reference ont ete egalement realisees par un systeme analyseur elementaire-spectrometre de masse de rapport isotopique (IRMS)-interface de combustion afin d'evaluer de maniere independante l'exactitude de la methode ICP-MS. Les materiaux de reference qui donnent des mesures reproductibles identiques aux valeurs publiees par d'autres laboratoires (JGb-1, JGb-2, MAG-1) sont consideres comme des materiaux utiles pour la mesure du soufre. Les materiaux de reference qui varient d'une etude a l'autre, mais sont reproductibles pour une portion test donnee sont peut-etre des echantillons heterogenes et ne sont pas recommandes comme materiaux de reference pour le soufre.