ENG
РУС
Поиск
Меню
О журнале
Политика открытого доступа
Редакционная коллегия
Редакционная политика
Редакционная этика
Правила рецензирования статей
Требования к оформлению статей
Формы представляемых документов
Рекомендации по оформлению ссылок на наш журнал
Редакция
Информация для подписчиков
Аннотации номера
Список авторов
Выпуски
Лицензионное соглашение
Порядок работы с персональными данными
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры













































doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-6-880-891

УДК 543.4, 551

Зюбин А.Ю., Кундалевич А.А. и др.
От триасового периода к современности: спектроскопия комбинационного рассеяния света для дифференциации ископаемых смол различного возраста



Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Зюбин А.Ю., Кундалевич А.А., Зозуля А.С., Богдасаров М.А., Демишкевич Е.А., Самусев И.Г. От триасового периода к современности: спектроскопия комбинационного рассеяния света для дифференциации ископаемых смол различного возраста // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24, № 6. С. 880–891. doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-6-880-891 


Аннотация
Введение. Представлены результаты исследований ископаемых смол различного геологического возраста и географического происхождения. Предложен новый метод спектрального анализа для дифференциации ископаемых смол по возрасту от триасового периода до современности, позволяющий спектрально отличить ископаемые смолы друг от друга. Впервые получены спектры комбинационного рассеяния света для ископаемой смолы позднего триасового периода. Показана возможность применения метода для дифференциации смол от позднего триасового периода до современности. Метод. Исследования выполнены методом спектроскопии комбинационного рассеяния света. Спектры получены с использованием спектрометра Renishaw Virsa (Великобритания) для длины волны 785 нм и портативного спектрометра комбинационного рассеяния света Raport 1064 (Россия) для 1064 нм. Диапазон исследованных спектров 400–3200 см–1. Изучено 27 образцов ископаемых смол Евразии, Африки, Америки, Австралии. Основные результаты. По результатам исследований образцов ископаемых смол различного географического местоположения и возраста установлены различия в величинах отношения колебательных мод валентного скелетного колебания (ν(С=С)) и деформационного колебания группы СH2 (σ(СH2)) в диапазонах волновых чисел 1650–1600 см–1 и 1440–1460 см–1 соответственно у ископаемых смол в возрасте от триасового периода до современности. Установлено, что с увеличением возраста смолы, степень их полимеризации уменьшается. Для смолы возраста триасового периода показано отсутствие сигналов ν(СH2, СH3) в высокочастотной области для лабданового каркаса, что свидетельствует о крайне низкой степени полимеризации структуры. Обсуждение. Полученные результаты потенциально позволяют применять метод комбинационного рассеяния света для дополнительной дифференциации возраста ископаемых смол, в случае ограничения применения метода радиоуглеродного анализа по возрасту (40 000 лет). Преимуществом предложенного метода является возможность быстрого, с минимальной пробоподготовкой определения возраста ископаемой смолы возрастов триасового и раннего мелового периодов и современности. Вместе с точностью дифференциация возрастов ископаемых смол в диапазоне возрастов от позднего мелового периода до олигоценмиоцен пока остается низкой, что требует дополнительных исследований. Также на данном этапе развития метод не учитывает влияние условия окружающей среды: климата, растительности, условий фоссилизации, при которых происходили превращения живицы в смолу.

Ключевые слова: комбинационное рассеяние света, спектр, ископаемые смолы, геологический возраст

Благодарности. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 23-22-10023 «Фундаментальные основы разработки нового метода оценки относительного возраста и географического происхождения ископаемых смол мира на примере балтийского янтаря».

Список литературы
  1. Truică G., Teodor E., Litescu S., Radu G. LC-MS and FT-IR characterization of amber artifacts // Open Chemistry. 2012. V. 10. N 6. P. 1882–1889. https://doi.org/10.2478/s11532-012-0103-5
  2. Xing Q.Y., Yang M., Yang H.X., Zu E.D. Study on the gemological characteristics of amber from Myanmar and Chinese Fushun // Key Engineering Materials. 2013. V. 544. P. 172–177. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.544.172
  3. Chen D., Zeng Q., Yuan Y., Cui B., Luo W. Baltic amber or Burmese amber: FTIR studies on amber artifacts of Eastern Han Dynasty unearthed from Nanyang // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2019. V. 222. P. 117270. https://doi.org/10.1016/j.saa.2019.117270
  4. Broughton P.L. Conceptual frameworks for geographic-botanical affinities of fossil resins // Canadian Journal of Earth Sciences. 1974. V. 11. N 4. P. 583–594. https://doi.org/10.1139/e74-053
  5. Cunningham A., Gay I.D., Oehlschlager A.C., Langenheim J.H. 13C NMR and IR analyses of structure, aging and botanical origin of Dominican and Mexican ambers // Phytochemistry. 1983. V. 22. N 4. P. 965–968. https://doi.org/10.1016/0031-9422(83)85031-6
  6. Langenheim J.H., Beck C.W. Infrared spectra as a means of determining botanical sources of amber // Science. 1965. V. 149. N 3679. P. 52–54. https://doi.org/10.1126/science.149.3679.52
  7. Pastorelli G., Richter J., Shashoua Y. Evidence concerning oxidation as a surface reaction in Baltic amber // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2012. V. 89. P. 268–269. https://doi.org/10.1016/j.saa.2012.01.003
  8. Riquelme F., Ruvalcaba-Sil J.L., Alvarado-Ortega J., Estrada-Ruiz E., Galicia-Chávez M., Porras-Múzquiz H., Stojanoff V., Siddons P.D., Miller L. Amber from México: Coahuilite, Simojovelite and Bacalite // MRS Online Proceedings Library (OPL). 2014. V. 1618. P. 169–180. https://doi.org/10.1557/opl.2014.466
  9. Sonibare O.O., Agbaje O.B., Jacob D.E., Faithfull J., Hoffmann T., Foley S.F. Terpenoid composition and origin of amber from the Cape York Peninsula, Australia // Australian Journal of Earth Sciences. 2014. V. 61. N 7. P. 979–985. https://doi.org/10.1080/08120099.2014.960897
  10. Chekryzhov I.Y., Nechaev V.P., Kononov V.V. Blue-fluorescing amber from Cenozoic lignite, eastern Sikhote-Alin, Far East Russia: preliminary results // International Journal of Coal Geology. 2014. V. 132. P. 6–12. https://doi.org/10.1016/j.coal.2014.07.013
  11. Poulin J., Helwig K. Inside amber: New insights into the macromolecular structure of Class Ib resinite // Organic Geochemistry. 2015. V. 86. P. 94–106. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2015.05.009
  12. Karolina D., Maja M.S., Magdalena D.S., Grażyna Ż. Identification of treated Baltic amber by FTIR and FT-Raman–a feasibility study // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2022. V. 279. P. 121404. https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121404
  13. Xing Y.Y. Application of attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-FTIR) for amber identification and research // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/Spectroscopy and Spectral Analysis. 2016. V. 36. N 7. P. 2066–2070. (in Chinese). https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2016)07-2066-05
  14. Park J., Yun E., Kang H., Ahn J., Kim G. IR and py/GC/MS examination of amber relics excavated from 6th century royal tomb in Korean Peninsula // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2016. V. 165. P. 114–119. https://doi.org/10.1016/j.saa.2016.04.015
  15. Wolfe A.P., McKellar R.C., Tappert R., Sodhi R.N., Muehlenbachs K. Bitterfeld amber is not Baltic amber: Three geochemical tests and further constraints on the botanical affinities of succinite // Review of Palaeobotany and Palynology. 2016. V. 225. P. 21–32. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2015.11.002
  16. Havelcová M., Machovič V., Špaldoňová A., Lapčák L., Hendrych J., Adam M. Characterization of Eocene fossil resin from Moravia, Czech Republic: Insights into macromolecular structure // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2019. V. 215. P. 176–186. https://doi.org/10.1016/j.saa.2019.02.058
  17. Cotton L.J., Vollrath F., Brasier M.D., Dicko C. Chemical relationships of ambers using attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy // Geological Society Special Publication. 2017. V. 448. N 1. P. 413–424. https://doi.org/10.1144/sp448.22
  18. Sroczyński D., Malinowski Z. Spectroscopic investigations (FT-IR, UV, 1H and 13C NMR) and DFT/TD-DFT calculations of potential analgesic drug 2-[2-(dimethylamino) ethyl]-6-methoxy-4-(pyridin-2-yl)-1 (2H)-phthalazinone // Journal of Molecular Structure. 2017. V. 1150. P. 614–628. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2017.09.020
  19. Montoro O.R., Tortajada J., Lobato Á., Baonza V.G., Taravillo M. Theoretical (DFT) and experimental (Raman and FTIR) spectroscopic study on communic acids, main components of fossil resins // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2020. V. 224. P. 117405. https://doi.org/10.1016/j.saa.2019.117405
  20. Kocsis L., Usman A., Jourdan A.L., Hassan S.H., Jumat N., Daud D., Briguglio A., Slik F., Rinyu L., Futó I. The Bruneian record of “Borneo Amber”: A regional review of fossil tree resins in the Indo-Australian Archipelago // Earth-Science Reviews. 2020. V. 201. P. 103005. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103005
  21. Odriozola C.P., Garrido-Cordero J.A., Daura Luján J., Sanz M. Resin-coated beads in Iberian Late Prehistory (3rd–2nd millennia BCE) // Materials and Manufacturing Processes. 2020. V. 35. N 13. P. 1420–1423. https://doi.org/10.1080/10426914.2020.1750634
  22. Zhao T., Wang Y., Liu L., Li Y. Gemological and spectral characteristics of Mexican red blue amber // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/Spectroscopy and Spectral Analysis. 2021. V. 41. N 8. P. 2618–2625. (in Chinese). https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2021)08-2618-08
  23. Cockx P., Tappert R., Muehlenbachs K., Somers C., McKellar R.C. Amber from a Tyrannosaurus rex bonebed (Saskatchewan, Canada) with implications for paleoenvironment and paleoecology // Cretaceous Research. 2021. V. 125. P. 104865. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2021.104865
  24. Musa M., Kaye T.G., Bieri W., Peretti A. Burmese amber compared using micro-attenuated total reflection infrared spectroscopy and ultraviolet imaging // Applied Spectroscopy. 2021. V. 75. N 7. P. 839–845. https://doi.org/10.1177/0003702820986880
  25. López-Morales G., Espinosa-Luna R., Frausto-Reyes C. Optical characterization of amber from Chiapas, Mexico // Proceedings of SPIE. 2013. V. 8873. P. 887311. https://doi.org/10.1117/12.2024701
  26. Rao Z., Dong K., Yang X., Lin J., Cui X., Zhou R., Deng Q. Natural amber, copal resin and colophony investigated by UV-VIS, infrared and Raman spectrum // Science China Physics, Mechanics and Astronomy. 2013. V. 56. N 8. P. 1598–1602. https://doi.org/10.1007/s11433-013-5144-z
  27. Pastorelli G., Shashoua Y., Richter J. Surface yellowing and fragmentation as warning signs of depolymerisation in Baltic amber // Polymer Degradation and Stability. 2013. V. 98. N 11. P. 2317–2322. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.08.009
  28. Truică G., Ditaranto N., Caggiani M., Mangone A., Liţescu S., Teodor E., Sabbatini L., Radu G. A multi-analytical approach to amber characterisation // Chemical Papers. 2014. V. 68. N 1. P. 15–21. https://doi.org/10.2478/s11696-013-0415-8
  29. Havelcová M., Machovič V., Linhartová M., Lapčák L., Přichystal A., Dvořák Z. Vibrational spectroscopy with chromatographic methods in molecular analyses of Moravian amber samples (Czech Republic) // Microchemical Journal. 2016. V. 128. P. 153–160. https://doi.org/10.1016/j.microc.2016.04.010
  30. Cai L., Wang Y., Liu X., Huang Y. Spectroscopic characteristics of amber, copal resin and the improved derivatives // Huadong Ligong Daxue Xuebao/Journal of East China University of Science and Technology. 2020. V. 46. N 2. P. 227–233. (in Chinese). https://doi.org/10.14135/j.cnki.1006-3080.20190107002
  31. Colomban P., Franci G.S., Koleini F. On-site Raman spectroscopic study of beads from the necropolis of Vohemar, Northern Madagascar (>13th C.) // Heritage. 2021. V. 4. N 1. P. 524–540. https://doi.org/10.3390/heritage4010031
  32. Rygula A., Klisińska-Kopacz A., Krupska P., Kuraś E., del Hoyo-Meléndez J.M. The surface degradation of Baltic amber: The depth-profiling analysis and its application to historical object // Journal of Raman Spectroscopy. 2021. V. 52. N 1. P. 123–129. https://doi.org/10.1002/jrs.5942
  33. Dai L.-L., Shi G.H., Yuan Y., Jiang X., Liu W.Q.Influences on baltic amber spectral characteristics under thermal optimization with multiple conditions // Spectroscopy and Spectral Analysis. 2021. V. 41. N 4. P. 1300–1305. (in Chinese). https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2021)04-1300-06
  34. Jehlička J., Edwards H.G.M., Villar S.E.J., Frank O. Raman spectroscopic study of the complex aromatic mineral idrialite // Journal of Raman Spectroscopy. 2006. V. 37. N 7. P. 771–776. https://doi.org/10.1002/jrs.1497
  35. Wang Y., Shi G.H., Shi W., Wu R.H. Infrared spectral characteristics of ambers from three main sources (Baltic, Dominica and Myanmar) // Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/Spectroscopy and Spectral Analysis. 2015. V. 35. N 8. P. 2164–2169. (in Chinese). https://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2015)08-2164-06
  36. Gaigalas A., Halas S. Stable isotopes (H, C, S) and the origin of Baltic amber // Geochronometria. 2009. V. 33. N 1. P. 33–36.https://doi.org/10.2478/v10003-009-0001-9
  37. Богдасаров М.А., Богдасаров А.А., Мартиросян О.В. Инфракрасная спектрометрия ископаемых смол из меловых отложений Болгарии //Вестник института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2011. № 4(196).С. 15–17.
  38. Мартиросян О.В., Богдасаров М.А. Ископаемые смолы: диагностика, классификация и структурные преобразования в условиях термального воздействия //Вестник института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. 2014. № 4(232). C. 10–15.
  39. Cockx P., Tappert R., Muehlenbachs K., Somers C., McKellar R.C. Amber from a Tyrannosaurus rex bonebed (Saskatchewan, Canada) with implications for paleoenvironment and paleoecology // Cretaceous Research. 2021. V. 125. P. 104865. https://doi.org/10.1016/j.cretres.2021.104865
  40. Pastorelli G., Shashoua Y., Richter J. Hydrolysis of Baltic amber during thermal ageing – An infrared spectroscopic approach // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2013. V. 106. P. 124–128. https://doi.org/10.1016/j.saa.2012.12.072
  41. Pagacz J., Stach P., Natkaniec-Nowak L., Naglik B., Drzewicz P. Preliminary thermal characterization of natural resins from different botanical sources and geological environments // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2019. V. 138. N 6. P. 4279–4288. https://doi.org/10.1007/s10973-019-08157-0
  42. Peris-Díaz M.D., Łydżba-Kopczyńska B., Sentandreu E. Raman spectroscopy coupled to chemometrics to discriminate provenance and geological age of amber // Journal of Raman Spectroscopy. 2018. V. 49. N 5. P. 842–851. https://doi.org/10.1002/jrs.5357
  43. Naglik B., Mroczkowska-Szerszeń M., Dumańska-Słowik M., Natkaniec-Nowak L., Drzewicz P., Stach P., Żukowska G. Fossil resins–constraints from portable and laboratory near-infrared raman spectrometers // Minerals. 2020. V. 10. N 2. P. 104. https://doi.org/10.3390/min10020104
  44. Jehlička J., Jorge Villar S.E., Edwards H.G.M. Fourier transform Raman spectra of Czech and Moravian fossil resins from freshwater sediments // Journal of Raman Spectroscopy. 2004. V. 35. N 8-9. P. 761–767. https://doi.org/10.1002/jrs.1191
  45. Li X., Wang Y., Shi G., Lu R., Li Y.Evaluation of natural ageing responses on Burmese amber durability by FTIR spectroscopy with PLSR and ANN models //Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2023. V. 285. P. 121936.https://doi.org/10.1016/j.saa.2022.121936
  46. Brody R.H., Edwards H.G.M., Pollard A.M. A study of amber and copal samples using FT-Raman spectroscopy // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2001. V. 57. N 6. P. 1325–1338. https://doi.org/10.1016/s1386-1425(01)00387-0


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2025 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика