海水硫酸盐是地表最大的S储库，其S同位素组成与全球气候、海水氧化还原状态和大气化学息息相关。而海水δ³⁴S记录一般通过载体如碳酸盐、硫酸蒸发岩和重晶石，但是这些载体所记录的海水δ³⁴S偶尔会发生争议，关于它们结果的不一致性过去普遍归因于成岩蚀变。然而，近年研究发现生物碳酸盐记录的δ³⁴S与海水偏离±1‰，被认为可能存在生命效应（vital effects）。尽管如此，传统的全岩分析（平均较大样品区域变化和非生物影响）难以甄别具体的生命效应过程以及其真实的影响程度。

针对以上科学问题，中国科学院广州地球化学研究所何妙洪副研究员，韦刚健研究员和中国科学院深海科学与工程研究所的彭晓彤研究员、许恒超副研究员合作建立离子探针原位的碳酸盐S同位素分析，并应用于深水柳珊瑚骨骼横截面，揭示深水柳珊瑚骨骼S同位素发生显著分馏，从最亏损³⁴S的横截面的核心（δ³⁴S=19‰）增加到相对恒定的骨骼外侧 （22.5‰），这远远超过了过去的认识（与海水分馏值（±1‰））。另外，结合原位的O同位素、元素组成（Mg、S、O）、拉曼光谱和骨骼晶体形貌特征确定了具体的生命效应过程是通过表面捕获的动力学过程控制。这项研究对于深入理解生命效应以及评估生物碳酸盐作为高分辨率S同位素记录载体和理解生物矿化的本质机理具有重要意义。

图1 深水柳珊瑚照片以及分析横截面

图2原位S-O同位素分布:（a）深水柳珊瑚，（b）深水竹节珊瑚。

图3 统计不同生物碳酸盐S同位素组成，灰色带是海水S同位素组成。

图4 骨骼的S-O同位素相关性

相关的成果近期发表在《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》，该项研究成果受到国家自然科学基金（42273012和42303012），中国科学院广州地化所所长基金（2022SZJJZD-02）和广州市科技计划（202102020250）联合资助。

论文信息：He, M.^*（何妙洪）, Yu, X.（于晓晓）, Deng, W.（邓文峰）, Chen, X.（陈雪霏）, Peng, X.（彭晓彤）, Ta, K.（他开文）, Xu, H.^*（许恒超）, Cui, Z.（崔泽贤）, Yang, Q.（杨晴）, Yang, Y.（杨亚楠）, Zhang, Y.（张彦强）, Wei, G.（韦刚健）, In Situ Analysis of Sulfur Isotopic Fractionation in Deep-Sea Corals Using Secondary-Ion Mass Spectrometry: Insights Into Vital Effects. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences，2024, 129, e2024JG008032.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2024JG008032