Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
291
T5: P–11 
Raman spectroscopy as a method for evaluation of fossil resins 
maturation grade 
 
Beata Naglik
1
, Lucyna Natkaniec-Nowak
1
, Paweł Stach
1
, 
Przemysław Drzewicz
2
, and Maksym Bogdasarov
3
 
 
1 
Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, AGH University of Science and 
Technology, 30 Mickiewicza av., 30-059 Krakow, Poland, e-mail: [e-mail] 
2 
Polish Geological Institute-National Research Institute,4 Rakowiecka Str.,00-975 Warsaw, Poland 
3 
Brest State University named after A.S. Pushkin, Brest, Republic of Belarus 
 
 
Fossil resins  are a  products  of  trees defense  mechanisms  formed millions  years ago. Their 
preservation to this time was possible due to the diagenetic and/or catagenetic alterations of their 
chemical constituents: mono-, di-, tri- and sesquiterpenoids. Although fossilization processes are 
not fully understood yet, the maturation grade of fossil resins is believed to be strictly related to 
their age. Therefore, many of the fossil resins features are interpreted in relation to their age, i.e. 
Raman  spectroscopic  characteristic  [1].  It  is  believed  that  the  1640/1440  cm
–1
    intensity  ratio 
could be used as relative age dating of fossil resins; although shape of their Raman spectra may 
be  affected  by  thermal  events  during  their  fossilization  [1].  In  this  study  it  was  assumed  that 
fossil  resins  maturation  grade  depends  primarily  on  the  pT  conditions  of  their 
diagenetic/catagenetic  alterations.  Therefore  comparative  Raman  spectroscopic  studies  were 
performed  on  fossil  resins  originating  from  miocene  deposits  of  Dominican  Republic  and 
Sumatra Island and additionaly on specimens of eocene age from Russia (Sachalin). Dominican 
and  Sumatran  resins  are  characterized  by  different  Raman  spectra  despite  their  the  same  age. 
The  1640/1440  cm
–1
  ratio  is  higher  for  Sumatran  samples  indicating  more  matured  resins.  It 
could be explained by the diastrophic  events  occurred  during their evolution (volcanic activity 
marked  by  the  presence  of  magmatic  rocks  in  amber-bearing  formation).  Russian  eocene 
samples show Raman spectra similar to early cretaceous resins with very low intensity ratio of 
1640/1440  cm
–1
.  This  remarkable  observation  could  be  interpreted  only  when  taking  into 
consideration geological background of the studied resins. They are associated with terrigenous 
rocks  interbedded  with  tufs  subjected  to  thermal  alterations  characteristic  for  medium 
catagenesis  [2].  On  the  basis  of  presented  results  it  could  be  clearly  stated  that  Raman 
spectroscopy  could  be  quite  good  method  to  asses  the  degree  of  fossil  resins  maturation,  but 
more  attention  should  be  given  to  the  geological  factors  controlling  their  alteration  processes, 
not  their  aging  itself.  This  statement  should  be  confirmed  on  the  basis  of  further,  systematic 
studies of fossil resins originating from different age and geological environments.  
 
Keywords: fossil resins; Raman spectroscopy; maturation grade; fossilization 
 
Acknowledgment 
This  work  was  supported  by  AGH-University  of  Science  and  Technology  project  No.  11.11.140.319. 
Analysis were carried out by Tusnovics Instruments Sp. z o.o., Krakow, Poland. 
 
References  
[1]  W. Winkler, E.Ch.  Kirchner, A.Asenbaum, M.Musso, J. Raman Spectrosc. 32(1) (2001) 59. 
[2]  M.A. Bogdasarow, БрГУ им. А.С. Пушкина, Брест (2010) 263 (in Russian).  
  
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
292
T5: P–12 
Blue or green? Raman spectroscopy in study of turquoise from the 
Carico Lake Mine area, Lander County, Nevada (USA) 
 
Aleksandra Wesełucha-Birczyńska
1
, Lucyna Natkaniec-Nowak
2
, 
Beata Naglik
2
, and Katarzyna Kulmaczewska
2
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Ingardena 3, Krakow, Poland;  
2 
Department of Mineralogy Petrography and Geochemistry, AGH-University of Science and 
Technology, 30 Mickiewicz Av. 30, 30-059 Krakow, e-mail: [e-mail] 
  
 
Turquoise – hydrated aluminum and copper phosphate CuAl
6
[(OH)
2
|PO
4
]
4
·4H
2
O – is a rare 
mineral  in  nature.  It  usually  occurs  in  the  form  of  massive,  cryptocrystalline  aggregates,  very 
rare single prismatic crystals.  There are two  varieties  of turquoise,  blue and  green.  Very  often 
within  their range are different forms  of black and  brown  Mn and/or  Fe  oxides concentration. 
This  mineral  is  a  product  of  weathering  processes  of  rocks  rich  in  Al
2
O
3
  and  phosphates 
(apatite). In that zone it coexists with goethite, chalcedony and kaolinite. On the Lander Country 
in Nevada (USA) two rock complex, i.e. Valmy and Slaven Chert Formations, include veins and 
thin turquoise toppings of blue and green varieties of that material [1]. The samples tested come 
from  an  owner  of  the  Carico  Lake  Turquoise  Mine,  where  turquoise  occurs  within  quartzites. 
Based on the study [2–4], the color of turquoise is associated with the content of Cu and Fe in 
the  structure  of  this  phosphate.  Typically,  the  blue  color  is  associated  with  a  higher  Cu  /  Fe 
quantitative ratio, whereas green with opposite relationships. 
 
These  findings  were  verified  after  examining  minerals using  Raman  microspectroscopy.  A 
Renishaw  inVia  Raman  micro-spectrometer  working  in  confocal  mode,  connected  to  a  Leica 
microscope,  was  used for the  measurements of the Raman spectra. The 514.5 nm and 442 nm 
laser beam line were focused on a samples by 100 magnifying, a high numerical aperture (NA 
= 0.9) Leica objective.  
 
It is expected that the phosphate group will form a distinct set of vibrations, the prominent 
band  in  the  spectrum  of  studied  minerals  is  symmetric  stretching  mode  (ν
1
)  [5].  The  green 
variety  is  characterized  by  the  most  intense  band  of  about  1043  cm
–1
,  while  the  blue  has  a 
variable  position  of  this  mode  in  the  range  1047–1024  cm
–1
.  A  shift  to  a  lower  wavenumbers 
may  be  assigned  to  structural  changeability  and  to  the  replacement  of  Al  atom  by  Fe  in  the 
structure [5]. In the range of 900 to 100 cm
–1
, the Raman spectra are quite complex, with bands 
varying  in  the  positions  and  intensity.  The  phosphate  ν
2
  bending  mode,  the  most  intensive 
component, is observed at about 420 cm
–1
 and 424 cm
–1
 for green and blue variety, respectively.  
 
Green turquoise  is very sensitive  to  operation  of laser light,  even quite low laser  power  of 
about 1–3 mW, and also longer than 30 s exposure time leads to modification of the sample. 
 
Inclusions filled with organic/carbonaceous matter were observed in both samples. 
 
Keywords: turquoise, Raman microspectroscopy, Lander County, Nevada, USA 
 
Acknowledgment 
This work is supported by AGH-University of Science and Technology project no. 11.11.140.319.  
 
References  
[1]  B.J. Francka, Thesis in Geosciences, Master of Science. Texas Tech. University, 35–36 (1980)  42. 
[2]  C.O.Clark, C.P.Poole, A.Farach, American Mineralogist 64 (1979) 449. 
[3]  Z. Huifen, L. Chuanyi, M. Zhongwei, Geochemistry, 3, 4, (1984) 322. 
[4]  E. Crespo-Feo, J. Garcia-Guinea, V.Cirrecher, P. Prado-Herrero, Radiat. Meas. 45 (2010) 749. 
[5]  R.L. Frost, B.J. Reddy, W.N. Martens, M. Weier, J. Mol. Struct. 788 (2006) 224. 
 
 

---