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科普应用稳定同位素示踪琥珀的产地 [复制链接]

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地质大学的宝石学家们研究表明:运用稳定同位素可以示踪琥珀的产地。

科学家用先进的稳定同位素比值质谱仪(IRMS),对波罗的海琥珀、多米尼加琥珀、墨西哥琥珀、缅甸琥珀及不同产地柯巴脂的13C,D,18O稳定同位素进行了高精度、在线分析测试,揭示了琥珀产地指纹信息及所携带的古环境信号。

植物稳定同位素技术是近30年来得到迅速发展和应用的一种新技术手段,旨在通过分析植物体(树木年轮宽度、密度、植物纤维素)稳定同位素组成来揭示地理环境要素的时空变化特征。目前,稳定同位素的研究已渗透到地球科学的各个领域,包括水圈、气候学、冰川学、古海洋、古环境、考古学、天体化学,而琥珀稳定同位素特征的研究仅有国外少数学者对个别地区、个别品种(波罗的海琥珀、菲律宾柯巴)做过探索性研究,重点是追踪琥珀的古植物源。

科学家通过对70多块琥珀样品进行实验分析,获取了样品中的同位素数据信息,并对部分有代表性的样品进行氢、氧同位素测试。

这些数据为界定琥珀与柯巴树脂提供了稳定同位素依据,并且不同产地琥珀、柯巴脂的δ13C值与琥珀形成的地质时代存在较好的线性关系,即随着天然树脂石化年代(琥珀化程度)的增加,13C值有规律地增大。

(参考下图)

热裂解的动力效应可以较好地解释上述现象,因为碳氢化合物中12C-12C要比12C—13C、13C—13C键更易断裂,12C优先富集于裂解最先形成的轻化合物中。对于未成熟的柯巴树脂来说,其成分中富含轻的萜希类等挥发物,所以柯巴树脂更富集12C,亏损13C。随着琥珀石化时间的延续,琥珀化程度不断提高,琥珀的热裂解分馏进一步加强,12C—12C键不断断裂,琥珀中13C逐渐富集,时间越长,13C的富集程度越高。

因此,可以推断琥珀的成熟度由大到小的顺序为缅甸琥珀>波罗的海琥珀>多米尼加琥珀、墨西哥琥珀>柯巴树脂。

多米尼加和波罗的海琥珀虽然具有不同的埋藏环境,但两者形成的地质年代相近,成熟度也较为相近,这也解释了为何两地琥珀13C稳定同位素存在交叉、重叠的现象。

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