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琥珀是千百万年古植物分泌的树脂,经过各种地质作用后形成的石化有机宝石。多米尼加、波罗的海和缅甸是世界上三个重要的琥珀产地,对其琥珀及矿床的研究具有重要的科研意义。本文对三个产地琥珀的光谱鉴别特征进行总结,并从结构及成分的角度分析引起其谱学差异的原因,进而研究多米尼加琥珀形成年代及矿床条件对于琥珀有机结构的影响,运用的测试手段包括红外光谱、拉曼光谱、锆石U-Th-Pb同位素分析、X射线粉晶衍射、扫描电镜及铁同位素分析等。另外,对波罗的海蜜蜡及缅甸根珀的内部结构进行观察,初步探讨其形成机制。光谱学研究结果显示,三个产地琥珀的光谱学特征具有共性,存在由脂肪族C-H键振动导致的谱带,其结构为脂肪族结构。但是,不同产地琥珀光谱谱峰位置及强度存在差异,表现为(1)红外光谱1740~1690cm-1内:多米尼加具有强1695cm-1和弱1724cm-1谱带,波罗的海具有强1735cm-1和弱1716cm-1或1705cm-1谱带,缅甸琥珀具有强1726cm-1和弱1695cm-1谱带;(2)红外光谱1300~1000cm-1内:多米尼加琥珀具有1242cm-1强谱带;波罗的海琥珀具有典型的水平谱峰--“波罗的海肩”;缅甸琥珀具有1157cm-1(与1136cm-1组成分裂峰)强谱带;(3)多米尼加及波罗的海琥珀均出现3086cm-1、1645cm-1和888cm-1附近谱峰,缅甸琥珀中未存在;(4)红外光谱3300~2800cm-1范围及1377cm-1与1454cm-1谱峰强度比值存在差异。上述差异可作为实际检测中琥珀产地的鉴别依据。琥珀的成熟度是导致不同产地琥珀红外光谱中1740~1690cm-1和1300~1000cm-1范围内谱带分布差异及其是否存在与环外C=C及面外C-H化学键振动有关谱峰(3086cm-1、1645cm-1和888cm-1)的原因。结合拉曼光谱中代表树脂成熟度的比值R(1645cm-1和1450cm-1波数拉曼峰强度比值)以及是否存在1465cm-1拉曼峰,推断三个产地琥珀的成熟度由高至低为:缅甸琥珀、波罗的海琥珀、多米尼加琥珀。波罗的海琥珀中1240~1150cm-1范围水平谱峰即“波罗的海肩”以及1735cm-1谱带是由于其组分中具有以饱和酯形式存在的琥珀酸。琥珀的成熟度与其年龄及沉积条件有关,琥珀酸可能与产生树脂的植物种源或沉积环境有关。多米尼加琥珀围岩中锆石为岩浆锆石,北部矿区锆石的U-Pb年龄为80~93Ma及50~54Ma,东部矿区约为118Ma,结合境内岩浆活动以及矿区地理位置,认为锆石主要来自加勒比海地区大安的列斯群岛岛弧岩浆作用。另外,北部矿区锆石50.9±1.7Ma可作为多米尼加琥珀形成年龄下限。多米尼加琥珀表面的沉积物主要为黄铁矿和石英。黄铁矿的形态以草莓状晶丛为主,直径在10~17μm之间,同时还有少量自形晶和管状体黄铁矿。草莓状黄铁矿是由大量黄铁矿微晶聚集形成,微晶形态包括八面体、球形、五角三八面体等。黄铁矿的铁同位素δ56Fe=-0.230‰~+0.293‰,表明其属于大陆架沉积黄铁矿,指示了琥珀沉积的浅海环境。波罗的海蜜蜡内部具有大量纳米级气泡,认为是蜜蜡透明度较低的原因。蜜蜡中丰富的气泡与形成蜜蜡的树脂在分泌期间以及后期埋藏石化期间持续低温有关,较低的温度导致琥珀内的气泡无法及时排出。缅甸不透明根珀中也含有丰富的气泡,气泡中存在结晶良好的立方体状Na Cl晶体,认为是引起根珀不透明外观的原因。