!"#!$%&$'(')*+&,-./&$01$21(3$&)%))%0%(%
孙雨萌$4沙鑫$ ) (!4黎庆玲$4董文昭$4曲泓屹$
&&桂林理工大学地球科学学院珠宝学院!广西桂林!#'&%%' "&
桂林理工大学珠宝检测中心广西桂林!#
'&%%' $&广西隐伏金属矿产勘查重点实验室!广西桂林!#'&%%'44摘4要 不同产地的琥珀因其科研价值和经济价值具有较大差异!故对琥珀产地特征的鉴别具有非常重要的科学意义"运用红外光谱#拉曼光谱对波罗的海和缅甸两大产地的琥珀样品进行测试!获得了不同产地琥珀的光谱学特征"红
外光谱在$:%%,K 2$l $1%%,K S $和$(7%,K S $l $$%%,K S $两波段存在吸收峰形态差异!在::1,K S $#$037,K S $
附近存在吸收位置及形态差异!这些差异特征可作为二者产地鉴别依据"拉曼光谱在7%%,K S $l $7%%,K
S $
区间内!缅甸样品曲线的基线漂移程度强于波罗的海样品!并据拉曼光谱的峰强比值D Q )#$03:,K S $*#$337,K S
$*计算得出!缅甸样品成熟度较高"关键词 波罗的海$缅甸$琥珀$宝石学$光谱学
中图分类号 I
4文献标识码 J 44琥珀是一种由松柏科或豆科植物产生的液态树脂深埋地下后"经过亿万年的地质作用而形成的天然有机宝石"其形成年代跨度较大"最早可追溯至晚古生代的石炭
纪*l
()%P @+%$&$学者们对琥珀的研究较丰富"主要有!研究琥珀的基
本宝石学特征%)2
(&
"运用红外光谱等方法对琥珀及其仿制品*如柯巴树脂#人造树脂等+进行光谱特征的鉴别%32
0&
"分析天然琥珀及柯巴树脂在化学成分上的差异%1&"运用\2I d 同位素测定围岩中锆石的年龄"来推测琥珀的形成年代%:&等$此外"前人也对产自波罗的海#多米尼加#缅甸#泰国等地区的琥珀做了对比研究%'&"从中获得了一些认识$由于不同产地的琥珀其科研价值和经济价值具有较大差异"因此对琥珀产地特征的鉴别就具有了非常重要的科学意义$本文在前人研究的基础上"以波罗的海和缅甸两大产区的琥珀为研究对象"进行常规宝石学特征对比研究"再运用红外光谱#拉曼光谱分析样品的光谱学特征"旨在能够为琥珀产地的鉴别提供更丰富的证据$
&实验样品及方法
用于测试的$$件样品分别来自波罗的海和缅甸"其
基本特征见下表$其中!;
2$#;2)#;2(#Z 2$#Z 2)#Z 2(#Z 23#Z 27#Z 20均为波罗的海琥珀"P 2$#P 2)为缅甸琥珀$常规宝石学和光谱学测试均在广西隐伏金属矿产勘查重点实验室和桂林理工大学珠宝检测中心完成$红外光谱运用
[C \>g CZ g D G"C)1型傅里叶变换红外光谱仪进行测试"采用溴化钾压片透射法"制样比例为!>[F t 样品Q $%%t $$仪器工作电源!$$%l
)3%H "设备工作环境温度!)%s "仪器工作环境湿度! 7%5"设备背景扫描0次"样品扫描
7%次"仪器扫描范围3%%%,K S $l 3%%,K S $"分辨率3,K S $
$
拉曼光谱采用C E -/A b@`/-H /@显微共聚焦激光拉曼光谱仪进行测试$仪器的工作电源!))%x
$%H "操作环境温度!)%s "操作环境湿度R
7%5$激光器波长7$3-K "扫描范围!3%%%,K S $l %,K S $"光谱分辨率!$,K 2$"最低波数!$%,K S $"空间分辨率!横向%&7,K "纵向),K "光谱重复性!+%&
$7,K S $
"通光效率大于(%5$样品基本特征表
样号
产地
颜
透明度特征
;2$;2);2(Z 2$Z 2)Z 2(Z 23Z 27Z 20波罗的海
棕黄半透明典型海蚀皮状外观"网状纹路及内部包含黑泥状物质
棕黄不透明典型海蚀皮状外观"内部可见不规则黄白纹理棕黄
不透明典型海蚀皮状外观"可见层状挤压式结构"贝壳状断口"内部黄白条带呈层状交织分布
明黄微透明表面可见浅黄白呈不规则云雾状流纹明黄微透明表面可见黄#白纹理及颗粒状内含物明黄微透明表面可见黄纹理及颗粒状内含物
明黄微透明表面可见黄纹理明黄微透明表面可见黄白纹理
明黄
微透明
表面可见黄白纹理及颗粒状内含物
环境科学科技风"#""年"月
续表
样号产地颜透明度特征
P 2$P 2)
缅甸
黄褐不透明颜分布不均"可见不规则条带状纹理和暗斑点暗褐黄
不透明
颜分布不均"可见不规则条带状纹理和团状裂隙"测试结果及讨论)&$红外光谱分析
选取样品;
2$#;2)#;2(#Z 2$#Z 2(#Z 20#P 2$#P 2)"利用傅里叶红外光谱仪溴化钾压片透射法对样品进行测试$两大
产地琥珀的红外光谱图总体相似*图$]+"均在)')7,K S $
#):07,K S $#$1(0,K S $#$037,K S $#$37',K S $#$(1:,K S $
#$%71,K S $#''$,K S $#::1,K S $附近出峰*图$@",+$(%%%,K S $l )'%%,K S $波段的吸收峰由亚甲基6X )反对称伸缩振动引起,):07,K 2$
附近的吸收峰由亚甲基6X )对称伸缩振动引起,$1(0,K
S $
附近的吸收峰由饱和脂肪族结构中的羰基6 "伸缩振动引起"表明两大产地琥珀都以脂肪族结构为
骨架%'2
$%&
$但二者也存在诸多差异"主要表现在!*$+在)(7%,K S $
附近"缅甸样品峰形比波罗的海样品
尖锐$
*)+波罗的海琥珀在$(%%,K S $l $$%%,K S $
波段存在
由酯*聚酯+官能团/
*62"+伸缩振动所致的特殊肩峰'[@T B /,A bN cT ]E F (*图$d "$)0%,K S $l $$:7,K S $
+"形似一个平
坦的肩部%$$&"而缅甸样品在此波段峰形近似'P
amber刘逸云(型"主要存在$((7,
K S $#$)0(,K S $#$))%,K S $
三处吸收峰*图$]+$*(+波罗的海样品在::1,K S $
和$037,K S $附近吸收
峰比缅甸样品尖锐"可能是缅甸琥珀成熟度高于波罗的海
琥珀"且随琥珀成熟度#氧化度的提高"::1,
K S $和$037,K S $
两处吸收峰会越来越弱或发生部分缺失%$)&$
*3+波罗的海样品在$1(0,K S $
附近指示羰基6 "伸缩振动吸收峰"而缅甸琥珀则在$1)(,K S $
附近出现
"二
者峰位有所差异$
图$琥珀样品红外光谱图
)&)拉曼光谱分析
选取六个代表样品进行测试"在测试前全部经过平整
抛光处理$波罗的海样品在):%%,K S $l (%%%,K S $
波段处"谱峰突出显著"指示饱和6
2X 键伸缩振动%$(&$近)'):,K S $
!科技风"#""年"月环境科学
处谱峰尖锐"而):1%,K S$附近为一弱峰"$03:,K S$附近谱峰强度高"为环外非共轭6 6伸缩振动引起%$(&"由饱和62X键弯曲振动造成的吸收峰位于$33%,K S$#$(7',K S$# $)'0,K S$附近"由626X引起的吸收峰较为尖锐"位于$)%(,K S$附近"'1),K S$附近弱峰由饱和62X键弯曲振动所致%$(&"1$3,K S$处由0*
66+所致"7%%,K S$以后为一连串宽缓弱峰"指示6X面外变形单取代环%$(&"两个产地的样品在):%%,K S$l(%%%,K S$#$07%,K S$#$33%,K S$附近均存在振动$在7%%,K S$l$7%%,K S$区间"缅甸琥珀基线漂移程度更显著"表明缅甸琥珀的荧光散射程度更强%$3&$琥
珀拉曼光谱峰强比值D Q*#
$03:,K S$*#
$337,K S$
+可作为判定成
熟度的指示标志"比值越小"琥珀的成熟度越高%$(2$3&$计算得出波罗的海样品Z2$#Z2)#;2)#;2(的D值分别为%p:1(#%p:1(#%&:11#%&:13"缅甸样品P2$#P2)的D值分别为%p:1)#%&:1$"略低于波罗的海样品"表明缅甸样品成熟度较高$
结语
*$+波罗的海琥珀和缅甸琥珀红外光谱吸收峰表明均具有脂肪族结构骨架$但二者在$:%%,K S$l$1%%,K S$和$(7%,K S$l$$%%,K S$两波段吸收峰形态不同"在::1,K S$和$037,K S$存在吸收位置及形态的差异"经对比分析认为"这些差异特征可作为二者产地鉴别依据$
*)+拉曼光谱显示在7%%,K S$l$7%%,K S$区间"缅甸琥珀拉曼曲线的基线漂移程度强于波罗的海琥珀"表明缅甸琥珀的荧光散射程度比波罗的海琥珀强$根据两产地
拉曼光谱的峰强比值D Q*#
$03:,K S$*#
$337,K S$
+计算得出"缅甸
琥珀样品成熟度较高$
*(+两产地琥珀可通过红外光谱#拉曼光谱来综合加以识别"这不仅表明光谱技术在琥珀研究中具有重要的宝石学意义"也为琥珀产地的鉴别提供了更丰富的证据$
参考文献
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%3&C@N!9&?&!!N-e!>&!;@-e!U&;&!</-!8&6&!6c/! U&;&!9bN c!C&?&!!g D Wq&D@B cF@T@K dE F!,N^@T F E A/-@-] ,N T N^bN-a/-=E A B/e@B E]da c=2=/A!/-O F@F E]@-]F@K@-A^E,B F cK %8&&G,/E-,E6b/-@)I ba A/,A!P E,b@-/,A yJ A B F N-N K a*!)%$(!
70):*+$7':2$0%)&
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(0)1*+)%002)%1%&
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%$)&W c/T/@-N P!J A/@<!W w F@F]"-N F@B/-/!P/T T E W&J^2 ^T/,@B/N-A N O]/@K N-],F a A B@T J Z C?Z#C A^E,B F N A,N^aB NB bE ,b@F@,B E F/Y@B/N-N O@K dE F A%8&&G^E,B F N,b/KJ,B@JP N T[/N K N T G^E,B F N A,!)%%1!01)7*+$3%12$3$$&
%$(&吴文杰!王雅玫&琥珀的激光拉曼光谱特征研究%8&&宝石和宝石学杂志!)%$3!$0)$*+3%237&
%$3&王徽枢&琥珀的拉曼光谱及荧光测量研究%8&&矿物岩石!$''$!$$))*+:%2:3&
基金项目 广西科技计划项目))%$:J!$'$31*$桂林理工大学科研启动基金)W\Z q!88)%$1$%$*
作者简介 孙雨萌))%%%,4*!女!山东济南人!桂林理工大学地球科学学院在读学生"
!通讯作者 沙鑫)$':0,4*!男!甘肃兰州人!博士!讲师!主要从事矿物学#岩石学方面的教学与科研工作"
环境科学科技风"#""年"月
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