Н.П. Юшкин Я Н Т А РЬ ’КТИЧЕСКМ ОБЛАСТЕЙ
6 %'
Академия наук СССР Коми филиал Серия препринтов "Научные доклады" выпуск 7 Н.П.Юшкин ЯНТАРЬ АРКТИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ Доклад на заседании Президиума Коми филиала АН СССР 24 мая 1973 г. Сыктывкар 1973 г. 00/С 6' Л 38
УДК 549.892.1/2:549(211-17) ЯНТАРЬ АРКТИЧЕСКИХ ОБЛАСТЕЙ. Юшкин Н.П. Серия препринтов "Научные доклады", Коми филиал АН СССР, 1973, вып.7, 3 - 45 стр. В работе дается анализ янтареносности основных янтареносных районов Советской Арктики (Печорско-Беломорского, Восточноуральского, Карского, Яно-Индигирского, Пенжин - ско-Анадырского) и приводятся данные о зарубежных янта - репроявления. Детально описаны геолого - минералогические особенности впервые открытой янтареносной залежи на р.Песчаной (Югорский полуостров), приводятся физико-химические свойства слагающих ее смол, проводятся их типизация, разбираются вопросы генезиса. Намечаются основные пути решения проблемы арктического янтаря с целью его утилиза - ции. ТОК 549.892.1/2:549(211-17) АтЪег оГ агсЪЛс гекхопез. У и в Ь к Л п Р. БегЛез оГ рге-ргЛпЪз "БсЛепЪЛГЛс герогЪз". Кош. ЪгапсЪ оГ Асабету оГ БсЛепсез о? 'ЬЬе ТОЗВ, 1973, Лззие 7,3~.45р. ТЬе ргоЪЛет оГ атЪег апб оЪИег ГоввЛЛ гезЛпз ±хх таЛп атЪегЪеагЛпв гевЛопз оГ БоуЛеЪ АгсЪЛс (РеЪсИога-ВеЛотогзку, ЕазЪигаЛзку, Кагзку, Лапа-ЛпбЛеЛгзку, РепвЪЛпзко-АпабЛгзку) Лз апаЛувеб Лп ЪИЛв рарег. Боте баЪа аЪоиЪ ГогеЛ^п атЪег берозЛЪз аге аЛзо ^Луеп. ОеоЛовЛсаЛ апб тЛпегаЛоеЛсаЛ ресиЛЛ- агЛЪЛев оГ атЪег оссиггегые оп ЪЬе гЛуег РезсЬапаэ (Уи^огзку репЛпвиЛа), шИЛсЪ те гес=пСЛу Гоипб, аге безсгЛЪеб Лп беЪаЛЛ. ТЪе ауегаее сопЪепЪ о? ГозвЛЛ гезЛпв Лп ЪЬЛв оссиггепсе Лз 2,087 к^/п'. РЬузЛсаЛ апб сЪетЛсаЛ ргорегЪЛез оГ ГовзЛЛ гезЛпз аге еЛуеп, ЪЪеЛг ЪурЛваЪЛоп Лз табе апб еепегаЛ диезЪЛопв о? §епевЛз аге сопвЛбегеб. МаЛп жаув оГ зоЛиЪЛопз оГ агсЪЛс атЪег ргоЪЛет «ЛЪЬ аЛт оГ атЪег иЪЛЛЛааЪЛоп аге оиЪЛЛпеб Лп ■ЬЬЛз рарег. Коми научный центр Уро РАН
ВВЕДЕНИЕ На побережья морей Северного Ледовитого океана издавна были известны многочисленные находки янтареподобных ископаемых смол, куски которых выбрасываются волнами на песчаные пляжи. Сотрудниками Института геологии Коми филиала АН СССР в последние годы сделано несколько новых находок янтаря на побережьи Белого, Печорского и Карского морей, О которых из них уже сообщалось в литературе ( л^). А 1972 г. была обнаружена первая высокопродуктивная янтареносная залежь на материковой части Югорского полуострова не - в в досовременных отложениях, которая резко повысила перспективы на янтарь этой территории и открыла возможность ставить проблему арктического янтаря. Я считаю необходимым сделать предварительное терми - нологическое замечание. Здесь и далее термин "янтарь'7 используется в его собирательном, или "обывательском" по определению С.С.Савкевича ( 22 ) смысле, охватывающем все ■главные типы янтареподобных ископаемых смол эоцен-мело - вого возраста независимо от географического положения их месторождений. Впрочем, такой объем этого термина опре - деляется и наиболее строгими классификациями Н.А,Орлова и В,А,Успенского ( ^°) и В,С.Трофимова ( ^). В проведении исследований мне оказывали помощь сове - теми и аналитическими работами к.х.н. В.Д.Давыдов, Е.П.Бушуева, к.г, - м.н. Л.М.Варюхина, к,г, - м.н. И,Г.Гладкова, В.В.Ильчуков, к.г. - м.н. Н.В,Калашников, к.г. - м.н. Б.А.Маль- ков, В.В.М аркова, Г.А.Маркова, И,П.Никитенко, В.С.Оста щенко, Л.П.Павлов, В.А.Петровский, Р.Г.Тимонина, к.г,-м.н. Н.И.Тимонин, к.г. - м.н. Л. А.Фефилова, Л.А.Хорошилова, К,А.Чупрова, Л.А.Юшкина, к.г. -м.н. К.П.Янулов (Институт геологии Коми филиала АН СССР), проф. В.М. Винокуров ( Казанский гос.унив.), к.г.-м.н. В.В.Жерихин (ПИН АН СССР) , к.г. - м.н. С.С.Савкевич, (ВНИГРИ), И.Г.Муратов (ВСЕГЕИ), к.г.-м.н. В.С.Зархидзе, к.г. - м.н. Ю,В.Степанов, Г. А.У кусов (ВКГРЭ УТРУ), к.г.-м.н. Н.Е.Сергеева (МГУ) и др. Всем перечисленным сотрудникам я очень признателен, так как только благодаря их участию удалось сравнительно быстро получить разностороннюю информацию об абсолютно ранее неизученном пайхойском янтаре. - 3 - Коми научный центр Уро РАН
НОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЯНТАРЯ НА ЮГОРСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ Пожалуй, первое упоминание о югорском янтаре мы находим в книге П.С.Палласа ( ^)х: "Наносного лесу ни здесь, ни где инде по Югорскому берегу было не видно . . Между тем местами попадались небольшие янтаря кусочки, которой тамошние русаки морским ладаном называют, также великие обломки каменного уголья, которые море из себя выкидывает" (стр. 37-38). В более поздней литературе также встречаются отдель - ные указания на янтарь , но они очень неконкретны. Отмечается, например, что янтарь на Югорском берегу встречается с гальками бурого угля ( ^). По устным сообщениям геологов Воркутинской КГРЭ УТГУ некоторые из них встречали янтарь в рыхлых послепа- леозойских осадках. Ю.В.Степанов говорит, что ему попадались редкие мелкие янтарные зернышки вместе с угольной крошкой в мелкообъемных пробах рыхлых отложений Пай - Хоя. Наиболее высокие концентрации этих зернышек отмечались в отложениях современного аллювия рек Хей-Яги и, главным образом, Лиур-Яги. По свидетельству В.С.Зархид - зе янтарные зерна рассеяны в так называемых вашуткинских песках, покрывающих плащом весь северо-восток Тимано- Уральской области. Летом 1972 г. Вайгачским отрядом Коми филиала АН СССР было собрано несколько слабо окатанных зерен янтаря до 15 мм в поперечнике с пляжей побережья пролива Морозова напротив острова Местный. В этом же году сотрудники того же отряда Н.В.Калашников и В.А,Петровский обнаружили янтарь на берегах р.Песчаной. Во время прове - денного нами обследования здесь удалось найти и изучить по одному из разрезов стратифицированную янтареносную залежь. К сожалению, из-за недостатка времени мы не смогли провести ее площадные исследования. Изученная янтареносная залежь находится на левом берегу р.Песчаной, впадающей в Карское море, в 17,3 км выше ее устья и в 25 км к ЮВ от пос. Амдерма. Здесь обнажает - ся песчано-галечниковая толща (рис.1) представляющая собой чередование песчаных и галечниковых линз, в некоторых х Я благодарен В.В.Жерихину, указавшему этот источник. - 4 - Коми научный центр Уро РАН
Рис. 1. Обнажения песчано-галечниковой толши на р.Песчаной (стрелкой показано положение изученного разреза). горизонтах характеризующихся косой слоистостью. Встречаются линзы углистого материала, пересыпанного крупнозер - нистым песком. Разрез верхней части обнажения до глубины 3,7 м (рис.2) : 1. Песок среднезернистый, желтый несколько ожелезнен - ный; мощность 0,15 м. П. Песок мелкозернистый, тонкослоистый, серовато-жел - тый ; мощность 0,05 м. Ш. Песок среднезернистый, желтый, ожелезненный; мощность 0,40 м. IV. Песок грубозернистый, серого цвета; мощность 0,10 м. V. Обломки обугленной древесины с отдельными кусками древесины современного облика, пересыпанные песком; мощность 0,10 м. VI. Песок среднезернистый, желтый, плотный; мощность 0,40 м. УП. Песок мелко и среднезернистый, слоистый, серого цвета, переслаивающийся с частыми тонкими (5-10 мм) лин- - 5 - Коми научный центр Уро РАН
залежи в носчано-галечниковой толще* на р.Песчаной зочками торфоподобного растительного материала, представленного листьями, стеблями, корнями травы, семенами растений, щитками жуков , мелкими обломочками дерева, с обильными зернами и кусками янтареподобных смол ("янтар - ный горизонт") ; мощность 0,80 м, УШ. Песок среднезернистый, желтый, плотный ; мощность 0,20 м. IX. Песок среднезернистый, глинистый, слоистый, голубовато-серого цвета, плотный ; мощность 0,40 м. X. Глина песчанистая голубовато-серого цвета с крупными обломками углефицирован - ной древесины и редкими об - ломками древесины современ - ного облика; мощность 0,50 м. XI. Крупные обломки угле- фицированной древесины пере - мешанные с крупнозернистым песком; мощность 0,25 м. ХП. Песок крупнозернистый, серый. Янтереносная залежь ("янтарный горизонт") мощностью 0,8 м залегает на глубине 1,20 м. Она представлена мелко - и средне-зернистым песком серого цвета, переслаивающимся с многочисленными топкими (5-10 мм) линзочками торфоподобного растительного материала. Это листья, стебли и корни трав, стебли мха, се - - 6 - Коми научный центр Уро РАН
мена растений, щитки жуков, мелкие обломки древесины» Зерна янтаря приурочены именно к этим линзочкам, в которых они занимают около половины объема» Протяженность ''янтарного горизонта" не определена, нами он прослеживался только на 10 м. Для гранулометрической и минералогической характеристик "янтарного горизонта" из него была отобрана и изучена валовая проба объемом 0,0205 м3 и весом 25 кг. Результаты фракционного анализа, приведенные на рис.З, показывают, что в составе янтареносного песка резко преобладает фрак - ция 0,05-0,25 мм (более 86%)» Песок довольно хорошо отсортирован. Очень существенной характеристикой является распределение янтаря по фракциям. Вся основная масса янтаря сосредоточена в крупных (более 0,5 мм) фракциях, приКоми научный центр Уро РАН
чем во фракциях более 2 мм содержание янтаря составляет от 26 до 72%. Отсюда совершенно очевидным становится наиболее рациональный способ концентрации янтаря - отсев крупных фракций. Просев через сито 2 мм дает возможность выделить практически весь содержащийся в залежи янтарь. Таким методом отсева фракции более 2 мм из упомяну - той выше валовой пробы мы выделили 43,24 г. янтаря. Сле - довательно, средняя продуктивность янтареносной залежи 2,087 кг/м3 или 1,730 кг/т. Янтареносные пески имеют кварц-полевошпатовый состав. Основную массу их тяжелой фракции составляют окатанные зерна ильменита, граната, циркона, эпидота. В довольно заметных количествах встречаются магнетит, амфиболы, хроч- мит, сфен, рутил, марказит, сидерит, анатаз, апатит, лейкоксен (по ильмениту), изредка отмечаются дистен, брукит, галенит. Судя по минеральному составу фракции, первичный источник песчаного материала не местный, не пайхойский, а ближе к уральскому. Из неметаморфизованных растительных остатков, присутствующих в янтареносной залежи, Л.А.Фефиловой удалось пока определить приблизительно два порядка мхов ЕипагаВез и ЕееИгуаёез и два рода Вгуит зр. и РоНВеа зр. Это явно не современные мхи, но они более молодые, чем палеозойские. По данным спорово-пыльцевого анализа, проведенного в Институте геологии Коми филиала АН СССР Л.М.Варюхиной и И.Г.Гладковой, янтареносные и вмещающие их отложения характеризуются очень сложным смешанным составом спор и пыльцы при сравнительно невысоком ее общем содержании. Из кайнозойских видов характерны Релиз зеВуезИз, ВеЕиВа зес. АВВае, ВеВиВа зес. Малое, АВпиз, РоВуроВеасеае, Ресеа, Опаугасеае, ВгуаВез, АВпазёег, СотрозИае. Вместе с ними встречаются мезозойские формы мелового облика : Алеете а зр., ВеВВауепеВВа зр., ЗеВВауспеВВа ех. уг. иёгеуеха ВоВсН., ЪууоВ'еит зийзетрВех ВоВсН., ВВеесНета зВеВВаёа ВоВсН., ЪёуоВ'еит ех.ус. тиВНЕегсиВаВит ВоВсН., меловая пыльца Ресеа, СеВгиз су. расВус/егта Заиег, РауеорНуВВигп (?) зр., Релиз аеуиаВёз (Мит.) ВоВсН. В образцах, взятых непосредственно в янтареносном гори зонте, помимо спор и пыльцы мелового и кайнозойского облика, обнаружены юрские формы, такие как Вга ( Рго1оо1пи5 уазёиз ВоВсН. - 8 - Коми научный центр Уро РАН
Если исходить из четвертичного комплекса спор и пыльцы, то самое позднее время произрастания древовидных сосны и ели приходится на термический максимум голоцена. Литологические особенности янтареносной толщи, сильная перемешанность разновозрастных спор и пыльцы в ней свидетельствуют о дельтовом или прибрежно-пляжевом ее генезисе. Возраст отложений по имеющимся данным определить трудно, но очевидно, что это не очень древние отложения, скорее всего голоценовые, что подтверждается и находками в них неуглефицированной древесины некарликового облика. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЮГОРСКОГО ЯНТАРЯ Классификационный тип янтареподобных смол определяется их составом и совокупностью физических свойств, а последние, естественно, обусловлены генезисом. Поэтому данные о свойствах янтаря представляют большой интерес, тем более что они определяют и его практическую ценность. Морфология и текстура В янтареносной залежи реки Песчаной зерна янтаря представлены как неразрушенными первичными Образованиями с естественными поверхностями смоляных выделений, так и их обломками, ограниченными поверхностями раковистого излома. По данным подсчета 600 зерен на долю зерен с первичной формой приходится 19%, зерна с единичными изломами составляет 28%, зерна с большим количеством изломов 28%, полностью ограниченные поверхностями изломов 25%. Судя по этим данным степень разрушения янтаря в процессе его переотложения не очень высока. Как уже отмечалось, янтарные зерна начинают встречаться во фракциях крупнее 0,1 мм, а их основная масса имеет размер более 2 мм. Фракционный анализ 100%-го янтарного концентрата (рис.4) позволяет выделить размер 2-5 мм как резко преобладающий (около 75%). Наиболее крупные из встреченных зерна имели размер 27x17x11 мм и 29x20x16 мм и вес соответственно 2,25 г и 3,35 г. Я думаю, что в приповерх - ностной сезонно оттаивающей части залежи, которую мы опробовали, янтарь в значительной степени дезинтегрирован в результате морозного выветривания, а на более глубоких горизонтах вечной мерзлоты должны сохраняться более крупные первичные выделения. На размерной диаграмме (рис.5) суммарная линия соотношения длины и средней толщины зерен 9 Коми научный центр Уро РАН
Рис. 4. Диаграмма фракционного состава 100-процентного янтар - ного концентрата. что определяется, очевидно, неко - торой анизотропией механических свойств, обусловленной пластичес- ким течением живицы. Общее представление о форме и размерах зерен дает рис. 6а - д. На них отчет - либо видны многие типы натечных форм, являющихся первичными фор - мами выделения живицы (рис.6 в). По степени прозрачности, кото - рая, как известно, зависит от количества, размера и распределения пузырьков воздуха, зерна янтаря распределяются следующим образом: совершенно прозрачные составляют 79%, полупрозрачные 11%, непроз - рачные 9% (из 800 определений) . Среди них можно выделить все основные разности янтаря, известные на других месторождениях (: о^_ лачный, бастард, костяной, пенистый. Прозрачные зерна, имеющие янтарно-желтый или лимон - но-желтый цвет, как правило, не содержат макроскопических пузырьков воздуха или содержат единичные, сравнительно крупные пустоты, не влияющие на прозрачность. Полупрозрачный янтарь (бастард) включает разности от Длина, мм Рис. 5. Диаграмма удлиненности янтарных зерен. 10 - Коми научный центр Уро РАН
Рис. 6. Фотографии зерен янтаря из янтареносного горизонта на р.Песчаной. Коми научный центр Уро РАН
соломенно-желтого и восково-желтого до белого цвета с различной степенью замутненности. Последняя определяется присутствием большого количества овальных пузырьков от субмикроскопических до видимых невооруженным глазом. Плот - ность распределения пузырьков в пределах одного и того же зерна может резко меняться, изменяя прозрачность зерна и создавая флюидальный текстурный рисунок. Непрозрачные зерна (костяной и пенистый янтарь) имеют белый, желтовато-белый и коричневато-серый грязноватый цвет и характеризуются очень высокой плотностью пузырь - ков самого различного размера, с преобладанием относи - тельно крупных. Нередко в зернах пемзообразного пенистого янтаря встречаются крупные (несколько мм) неправильной формы пустоты. Встречается также зернистый сахаровидный янтарь. Тонкие особенности текстуры янтарных зерен исследова - лись электронномикроскопическим методом с помощью обычного просвечивающего электронного микроскопа ЭМ-5 и растрового микроскопа а5М -2 фирмы ТеоВ (Япония) . В первом случае изучались самоотененные платиноугольные реплики, во втором - сколы образцов, напыленные золотом» Особенно четко отражают особенности внутреннего строения растровые фотографии, полученные в МГУ Н,Е.Сергеевой, которые мы здесь и приводим (рис. 7, 8, 9). Прозрачный янтарь, как это видно на плоских и на плос - ких и на объемных снимках (рис. 7), характеризуется при сутствием пустот размером от 0,00005 до 0,015 мм, часто сливающихся друг с другом в группы. Форма пустот близка к эллипсоидальной, довольно правильная, стенки пустот тонкобугристые. На платиноугольных репликах иногда различа - ются иглоподобные включения длиной 0,0005 мм, природа которых не ясна. Окисленные зерна янтарно-бурого цвета содержат пустоты очень неправильной формы (рис. 8), количество которых значительно меньше, чем в неокисленных. Излом этих зерен неровный, бугорчатый. Форма пустот указывает на развивающийся процесс их залечивания, затягивания. На зернах непрозрачного фарфоровидного янтаря четко видны раковистый характер изломов и присутствие очень большого количества пустот самых различных размеров от правильных округлых до сильно уплощенных, вероятно, деформированных в процессе пластического течения смолы (рис.9). - 12 - Коми научный центр Уро РАН
Независимо от типа янтаря все его зерна имеют прозрачную желтовато-красную корку окисления толщиной до 1 - 5 мм. Мелкие зерна могут полностью приобрести Краснова - тый оттенок. Вторичный характер корки окисления легко устанавлива - ется по ее взаимоотношениям с флюидальностью. По трещинкам, шрамам, выбоинам корка может дозольно глубоко прони - кать в янтарные зерна, создавая секущие флюидальность прожилки. В костяном янтаре окисление развивается иногда по флюидальности, отчего создаются слоистые текстуры с чередованием тонких прозрачных красновато-желтых и непроз - рачных белых слойков. 13 - Коми научный центр Уро РАН
. 8. Растровые электронные микрофотографии янтарно-бурого окисленного янтаря. Увеличение: а, в,д - 3000, б, г,е - 10000. Коми научный центр Уро РАН
. ■ . Р.-.с.ровые электронные микрофотографии белого фарфоровидного янтаря. Увеличение: а - 100, б - 300; в - 1000; г - 3000; д - 10000, Коми научный центр Уро РАН
Обычно в одних и тех же зернах встречаются несколько из описанных выше разностей янтаря, а также переходные разности. Так, в прозрачных зернах встречаются опалеспи - рующие и облачные участки, представляющие собой скопле - ния пузырьков. Их границы не очень четкие. Контакты непрозрачных разностей с прозрачными более резкие. Довольно часто янтарные зерна .содержат различные включения, однако инклюзы каких-либо животных нам не попадались. Возможно, что мы имеем дело с образованиями из внутренних частей лесных массивов, где условия для захоронения насекомых были весьма неблагоприятны ( ®). Постоянно встречающиеся включения - это упоминавшиеся выше пузырьки воздуха, имеющие шарообразную (крупные включения) или овальную форму. Довольно часто встречаются пузырьки, стенки которых покрыты красновато-бурым налетом. Такие пузырьки веретенообразной формы, четковидно сочле - няясь друг с другом, создают рисунок течения. В некоторых зернах плоскости трещин раковистого излома покрыты сплошной сыпью пузырьков, образовавшихся, видимо, в процессе залечивания трещин. Широко распространенными включениями являются тонкие нити неясной природы, часто перепутанные друг с другом . Они становятся хорошо видимыми благодаря налипшим пузырькам воздуха. Нередко встречаются хлопьевидные включения кусочков коры, дезинтегрированные и разволоченные в результате течения смолы, древесная труха, хвоинки. В одном из зерен янтаря встречено цепочкообразное скопление смоляночерных шариков диаметров 0,2 мм. Материал шариков непрозрачен, хрупкий, поверхности сколов очень гладкие и ориентированы под прямыми углами друг к другу. Химический состав Для выяснения основных химических особенностей различные морфологические типы пайхойских янтареносных смол подвергались частичному фракционному разложению по еле - дующей схеме: (см., следующую стр). По имеющимся данным о химической природе янтаря ( 37,48), растворимая в 97%-м спирте фракция (1) должна состоять из ряда специфических кислот; сукоксиабиетиновой ^20^30^4 1 сУкйиноабиетинолэвой С4дНддО5, сукциносильви - новой С24Н36Ос” а также сукциноабиетола С4дНддО2 и о( - борнеола С|дН18О» В ней может присутствовать 16 - Коми научный центр Уро РАН
Навеска 1,3-1,7 г растворение в 20-кратном объеме 97%-го этилового спирта растворимая в 97%-ном спирте фракция Е нерастворимый остаток (сукцинин) растворение в 50-кратном объеме 1%-го спиртового раствора едкого натра растворимая фракция неразложившийся остаток Выходы фракций в различных типах смол показаны в табл. 1. Таблица 1 Фракционный состав пайхойского янтаря Краткая характеристика проб янтаря Фракция 1 Фракция II В составе фракции П Па Пб Лимонно-желтый прозрачный ........................... , 36,62 63,38 30,24 33,16 Янтарно-желтый и оранжево-желтый (окисленный) ... ...... 41,56 58,44 26,55 31,89 Белый и соломенно- желтый фарфоровидный.. 30,45 89,55 38,74 30,81 и янтарная кислота Фракция П (сукцинин) при растворении в 1%-м спиртовом растворе едкого натра разделя - ется на растворимую фракцию (Па), состоящую в основном из сукцинорезинола и нерастворимую фракцию (116), состоящую из сукцинорезена Янтарная кислота может входить во фракцию (Па). Обращает на себя внимание постоянное содержание Научная библиотека ФИЦ Коми НЦ УрО ран <5? Коми научный центр Уро РАН
цинорезена в изученных разностях янтаря, отличающихся довольно существенно в выходе других фракций. Существенное значение для характеристики состава янтаря имеет содержание янтарной кислоты, которую определить классическим методом сухой перегонки мы не смогли из-за ограниченного количества имевшегося в нашем распоряжении материала. Был предпринят поэтому ряд попыток провести ее определение в охарактеризованных выше фракциях хроматографическим методом и методом ИК-спектроскопии. На хроматограммах обеих растворимых фракций (1 и Па) полосы янтарной кислоты не проявились, что подтвердилось контрольными опытами со свидетелем-реактивной янтарной кислотой. Для поисков янтарной кислоты методом ИК-спектроскопии были приготовлены спиртовые растворы реактивной кисло - ты с ее содержанием 2; 1; 0,5; 0,2; 0,1% и сняты с них ИК-спектры, которые использовались как спектры сравнения. Был также получен ИК-спектр этилового спирта. Исследования проводились в области спектра от 4000 до 400 см~^. Поскольку происходило наложение полос поглощения янтарной кислоты и на полосы поглощения этилового спирта, на спектрах сравнения проявилась только одна полоса, принад - лежащая собственно янтарной кислоте, - 1720 см”^. Для раствора с 2% кислоты она была довольно интенсивной, для раствора с 0,2% кислоты - чуть заметной, для раствора с 0,1% кислоты практически отсутствовала. Следовательно чувствительность определения янтарной кислоты в ее спиртовых растворах составляла около 0,1%. Проведенное исследование спиртовой вытяжки (фракция 1) показало, что в ней присутствуют только следы янтарной кислоты, т.к. на плече основной полосы поглощения в области 1720 см~^ чуть заметны небольшие перегибы. В ИК-спектрах спиртово-щелочной вытяжки (фракция Па) отсутствуют даже следы полос янтарной кислоты. Анализ нерастворимого остатка (фракция Пб) проведен сравнением со спектром кристаллической янтарной кислоты (рис.10), конфигурация которого строится из полос поглощения 1730-1700 (дуплет), 1425, 1315, 1207, 1180, 925, 895, 810 см“*. Из них диагностическими в условиях нашего эксперимента оказались полосы 1700-1720, 1315 и 925 см“,.Су- дя по их интенсивности, во всех нерастворимых остатках присутствует янтарная кислота. Ее содержание в лимонно - желтых прозрачных разностях незначительное, в окисленных - 18 - Коми научный центр Уро РАН
Рис. 10. Ик-спектры нерастворимого остатка янтаря (фракция 116), 1 - лимонно-желтый прозрачный; 2 - оранжево-желтый окисленный; 3 - фарфоровидный непрозрачный ; 4 - кристаллическая янтарная кислота. и фарфоровидных - заметно выше (рис. 10), Впрочем, повы - шение содержание янтарной кислоты в окисленном янтаре характерно для всех месторождений ( 2%). Зольность янтаря 0,23-0,24%, т.е. довольно низкая, близкая к зольности балтийского сукцинита. По данным приближенно количественных спектральных анализов состав элементов - примесей в янтаре довольно' постоянный (в %) : Мп - 0,001 Ае - О,ООп Т1 - 0,003 Ре - 0,00п Мд - 0,ООп Са - 0,0 п 51 - 0,0п Ва - 0,03 Как известно (22), кальций, алюминий, кремний, железо , магний в примерно таких же количествах характерны и для балтийского сукцинита, и для живицы современной ели, т.е . 19 - Коми научный центр Уро РАН
Пропускание Залповые кисла, см Рис. 11. ИК-спектры пайхойского янтаря. 1 - балтийский сукцинит по С.С.Савкевичу ; 2-3 - прозрачные зерна янтарно-бурого цвета (окисленные) ; 4,5 - прозрачные лимонно-желтые зерна; 6,7 - фарфоровидный непрозрачный янтарь; 8 - фарфоровидный янтарь с прозрачными участками; 9,10 - прозрачные янтарно-желтые зерна; 11 - прозрачные зерна янтаря с побережья Чош - ской губы. Коми научный центр Уро РАН
являются элементами биогенными. Остается неясным высо - кое содержание бария. Результаты рентгеновского исследования С целью решения вопроса о минеральных включениях в янтаре Л»А.Хорошиловой было предпринято его рентгеновское исследование дебаевским методом. На рентгенограммах ни визуально, ни фотометрированием не было обнаружено каких- либо четких диффузионных линий, но довольно уверенно фиксируются два одиффузионных галло в области* 9 =22,50г-24,75А, среднее 23.62А и Э =8,25 4 9,25А, среднее 8,75°, ,Межплос - костные расстояния этих отражений соответственно С(</п =2,34{-2,14 А, среднее 2,24 А и йоС/п = 6,244 5,56 А, 0 среднее 5,90 А. Более резким является галло с Йс(/п =5,90 А, которое характерно для сукцинита и других видов янтарепо - добных смол из различных регио.чюв ( 2,22). Следовательно, рентгеноструктурные данные свидетельствуют об аморфной структуре янтаря и отсутствии в нем минеральных включе - ний или других кристаллических фаз. Обращает внимание наличие второго слабого отражения с С?с(/п. =2,24 А, не отме - чавшегося в янтаре других месторождений. Инфракрасная спектроскопия Как показали исследования С.С.Савкевича и И.А.Шакса (25,26,27), довольно надежную информацию о конституции янтареподобных смол может дать анализ их ИК-спектров. Для спектроскопического анализа нами были отобраны различные текстурные типы пайхойского янтаря, а также изучено для сравнения несколько образцов, собранных Б,А.Маль - ковым на побережье Чешской губы. Спектры снимались Е,Б,Бушуевой на спектографе ПК - 20 с пресованных таб - леток в Лаборатории минералогии Института геологии Коми филиала АН СССР.. Конфигурация всех полученных спектров (рис.11) оказа - лась в общем одинаковой и идентичной спектрам балтийского сукцинита. Некоторые из наблюдаемых полос поглощения можно интерпретировать в соответствии с данными Л.Бел - лами (3), А.Кросса (И) и С.С.Савкевича (^2). Отчетливо наблюдается комплекс полос валентных коле - баний С=О и С-О-С в кислородных соединениях ( =1160, 1215-1250, 1710-1730 см~1). По ряду полос устанавливается присутствие в составе янтаря карбоновых кислот 21 - Коми научный центр Уро РАН
(деформационные колебания ОН '>) =935- 945 см”1 и валент - ные С-О колебания =1710 см”1). Можно предположить наличие алициклических систем по полосам 1045-1090 см-1, Серия полос отражает связи типа Й2=СН2 ( =890, 1640 см), типа СЯ^К2 = СНЙз ( =865 см-1) и типа СН=СН2 (980, 1465 см-1). Полоса 1390 см-1 вероятнее всего соответствует деформационным и валентным колебанием С-Н в группах СН2 и СНд. Содержание всех этих компонентов, судя по переменной интенсивности полос поглощения, непостоянное. Устанавливается целый ряд определенных различий в конфигурации ИК-спектров прозрачного и непрозрачного фарфо - ровидного янтаря. Так, в спектрах непрозрачного янтаря усложняется появлением небольшого сателлита конфигурация полосы поглощения 1460 см-1, снижается интенсивность полосы 1390 см-1, исчезает полоса 1135 см'1, снижается почти до полного исчезновения интенсивность полосы 1090 см'1 и она сдвигается немного в длинноволновую область ( до 1095 см”1), заметно увеличивается интенсивность полос 1045 и 890 см-1, полоса 825 см-1 почти исчезает, но становится более интенсивной полоса 800 см”1. Вообще в интервале 90’0-800 см-1 конфигурация ИК-спектра непрозрачных образцов упрощается за счет исчезновения серии небольших полос. Анализируя направленность этих изменений можно заметить, что снижается интенсивность полос деформационных и валентных колебаний С-Н в группах СН2 и СН3, а увеличивается интенсивность полос различных непредельных связей. Полосы поглощения кислородных соединений почти не меняют интенсивности. По особенностям ИК-спектров выделяются, следовательно разности янтаря, очень сходные с соответствующими разностями, выделенными С.В.Савкевичем и Г.Н.Попковой ( 23) для смол Хатангской впадины. Первая - прозрачный янтарь- близкая к первому типу С.С.Савкевича, и вторая - непроз - рачный янтарь, - близкая ко второму типу, типу геданита. Существенной разницы в ИК-спектрах окисленного и не- окисленного янтаря мы не заметили. Показатель преломления Показатель преломления пайхойского янтаря измерен Р.Г.Тимониной в имерсионных препаратах. Он оказался равным 1,540^0,002 и лежит в пределах цифр, приводимых дру22 - Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=