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锑(Antimony, Sb)是一种有毒的准金属元素，在自然界可展示出金属性和非金属性。其广泛存在于环境中，锑及其化合物常被用于现代工业生产中，如用于制造陶瓷、玻璃、电池、颜料、烟火、弹药和阻燃剂等。锑的化学性质和地球化学性质与砷(As)相似，具有潜在的毒性和致癌性。随着含锑化石燃料的燃烧、锑矿的开采及含锑垃圾的废弃，以及人们对锑潜在毒性和致癌性的逐步认识，锑污染受到了越来越多的关注。但目前，我们对于锑的地球化学循环、锑对人类健康和生态系统的危害等问题，依旧知之甚少。锑同位素为锑的地球化学行为研究提供了一个崭新的方法。本文在前人研究工作的基础上，利用多接收杯电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)，开发了一种地质与环境样品中Sb同位素的新纯化分离流程，并基于镉外标(element doping, ED法)与氢化物发生(HG)系统的在线连接，初步建立了锑同位素的高精度分析方法。本研究优化的纯化分离流程，取得了良好的效果，样品回收率在91.5% -102.9%之间，并分离了Sn和Te等干扰元素，达到了元素外标法(ED法)和标准样品交叉法(SSB)相结合的使用要求。在仪器中出现的质量歧视效应使用镉(Cd)元素外标校正，分馏规律选用指数律，校正效果明显。NIST SRM 3102a的长期测试值为ε123/121Sb3102a=0.00±0.40ε(2SD)。对部分自然标准物质进行测试后，样品Sb同位素值的精度在0.30ε(2SD)到1.25ε(2SD)之间。其中，土壤样品2711a同位素组成ε123/121Sb值为2.94ε、页岩样品SGR-1b ε123/121Sb3102a=-9.67ε，水系沉积物GSD-3、GSD-10、GSD-11、GSD-12的ε123/121Sb3102a值分别为4.84ε、2.69±0.75ε、1.19±0.30ε、0.87±1.25ε，土壤样品GSS-6的ε123/121Sb3102a值为1.31ε。相对于中国煤均值，高砷煤样品中富集多种主微量元素。其中，Mg、Na、K、W、Sn、Cu、Pb、As、Sb、REE等与热液相关的元素明显富集；As、Rb、Sb、Tl、Pb为高度富集。高砷煤的稀土模式分布图与峨眉山玄武岩和辉绿岩极为相似，并且，高砷煤的La/Yb-ΣREE源岩属性判别图解和峨眉山玄武岩La/Th、Zr/Hf比值都处于同一范围。这些证据表明了高砷煤的陆源碎屑来自于峨眉山玄武岩，且沉积原岩可能受到了后期热液活动的改造，导致了砷锑等有害元素的高度富集。利用建立的Sb同位素分析方法对黔西南海子镇高砷煤中Sb同位素组成进行了研究表明，两个高砷煤剖面样品的锑同位素值变化范围较大，相对于NIST SRM 3102a，ε123/121Sb值变化范围从6.85ε到-6.79ε，达到了近10ε。测试的废弃金矿尾矿堆新鲜样品中锑同位素值均为负值，平均值为-9.2ε，变化范围为-4.5ε到-14.5ε，变化达近10ε。As、Sb、Ba含量、∑REE、δEu和ε123/121Sb等比值在剖面中存在相近的异常点位。结合前人对本区域低温热液的还原性的研究，呈现负值的锑同位素值或许能够作为黔西南地区高砷煤受到后期热液影响的证据之一，在剖面中呈现负值的样品点位或许即原岩中受到热液侵蚀的层位。总之，本论文研究中初步建立了锑同位素的高精度分析方法，其精度和回收率基本满足了Sb同位素准确测试的需求。随之，这一方法被应用到黔西南高砷煤的研究中，将高砷煤的主微量元素、稀土元素特征与锑同位素组成相结合，提出了高砷煤中较为负值的ε123/121Sb值极可能可以作为后期热液活动的判据，从而拓展了锑同位素新的应用领域。本研究不仅丰富了锑同位素的储库信息，扩展了锑同位素的应用场景，也为后续锑同位素的进一步研究提供了基础。