第一节 琥珀的宝石学定义
一、琥珀定义文献考
早在公元1世纪的西方，古罗马的加伊乌斯·普林尼·塞坤杜斯❶在《自然史》（Naturalis Historia）中记载：琥珀摩擦后有松树的味道，琥珀点燃后有着松木火把点燃的外观和散发的气味，并推演出琥珀是由一种松木的树脂转变而来的物质。
中国古代学者和学士对琥珀也有着类似的认识。
公元3世纪左右的西晋，张华❷编写的中国第一部博物学著作《博物志·卷四》记载：“神仙传云，松柏脂入地千年化为茯苓，茯苓化为琥珀”。
公元8世纪左右的唐代，诗人韦应物❸的五言绝句《咏琥珀》写道：“曾为老茯神，本是寒松液。蚊蚋落其中，千年犹可觌。”
公元17世纪左右的明代，谷泰撰写的《博物要览·卷八》❶中记载：“琥珀，昔人云：千年松脂入地化为琥珀……琥珀乃海松木中津液，初若桃胶，久久凝结……”
公元20世纪末，西方学者K. Anderson等在Amber, Resinite, and Fossil Resins（《琥珀、树脂和石化树脂》）中提出琥珀是一种石化树脂，并把石化树脂定义为：“源自高等植物分泌的树脂，发现于煤层或其他沉积岩层中，具有独立化学组成的、宏观块状或微观粒状的固态有机物质。”与此同时，研究者们用气相色谱质谱仪，对世界各地发现的石化树脂进行分析后提出：根据化学组成的不同，石化树脂可划分为五种类型，即ClassⅠ型、ClassⅡ型、ClassⅢ型、ClassⅣ型和ClassⅤ型石化树脂。该分类方法一致沿用至今。
通过对古今中外所涉琥珀的学术文献研究，结合进一步的实验分析，我们认为琥珀的定义应包括如下四个方面：
① 琥珀是一种石化树脂。
② 琥珀有不同的树脂来源。
③ 这些树脂须经历漫长的沉积石化过程才能形成琥珀。
④ 琥珀具有特定的化学组成和物态形式。
为了更好地认识琥珀，我们首先要弄清什么是石化树脂。
二、石化树脂的定义
石化树脂顾名思义，是树脂石化的产物。然而有必要指出，石化树脂并不全都是现代宝石学意义上的琥珀。在西方学者K. Anderson关于石化树脂五种类型学说的基础上，经研究后发现，这五种类型的石化树脂，即ClassⅠ型、ClassⅡ型、ClassⅢ型、ClassⅣ型和ClassⅤ型石化树脂，它们又可分为以下两种物态。
第一种包含ClassⅠ型、ClassⅡ型和ClassⅢ型三种石化树脂，它们都是由古代高等植物分泌出的树脂，经过漫长的沉积石化过程，在沉积岩层中形成的，以聚合物为主要化学组成的，块状的有机混合物。
第二种包含ClassⅣ型和ClassⅤ型两种石化树脂，它们都是残留在古代高等植物的木质部或其他组织内的树脂，随着植物的化石化过程，在植物化石中形成的，以非聚合形态为主要化学组成的，细小粒状的有机混合物。
因此，每一种类型的石化树脂的确切定义，都是不尽相同的。ClassⅠ型、ClassⅡ型、ClassⅢ型、ClassⅣ型和ClassⅤ型石化树脂的定义分别叙述如下。
1. ClassⅠ型石化树脂
ClassⅠ型石化树脂是由古代松科、南洋杉科、豆科等植物分泌出的，含有半日花烷型（labdanoid）二萜化合物的萜类树脂，再经过漫长的沉积石化过程，最终在沉积岩层中形成的，以聚半日花烷型二萜化合物为主要化学组成的，具有立体网状大分子结构的块状有机混合物。这类有机混合物聚合程度高，挥发组分少，并具有相对稳定的物理化学性质。
ClassⅠ型石化树脂还可根据立体网状大分子结构的构型，进一步分成四种亚型，即ClassⅠa型、ClassⅠb型、ClassⅠc型和ClassⅠd型（图2.1和表2.1）。其中，ClassⅠa型石化树脂具有常规序列的半日花烷型二萜化合物，且具有琥珀酸❶的结构；ClassⅠb型石化树脂具有常规序列的半日花烷型二萜化合物，但不具有琥珀酸的结构；ClassⅠc型石化树脂具有对映序列的半日花烷型二萜化合物，但不具有琥珀酸的结构；ClassⅠd型石化树脂具有对映序列的半日花烷型二萜化合物，且具有琥珀酸的结构。目前，现代宝石学意义上的琥珀仅出自于ClassⅠ型石化树脂。
图2.1 ClassⅠa型石化树脂、ClassⅠb型石化树脂和ClassⅠc型石化树脂
表2.1 ClassⅠ型石化树脂的四种亚型
2. ClassⅡ型石化树脂
ClassⅡ型石化树脂是由古代龙脑香科植物分泌出的含有杜松烷型（cadinane）倍半萜化合物的萜类树脂，再经历漫长的沉积石化过程，最终在沉积岩层中形成的，以聚杜松烷型倍半萜化合物为主要化学组成的，具有链状大分子结构的块状有机混合物。这类石化树脂不具备相对稳定的物理化学性质。其代表产地是婆罗洲（图2.2）。
3. ClassⅢ型石化树脂
ClassⅢ型石化树脂是由古代金缕梅科枫香属植物分泌出的酚类树脂，再经历漫长的沉积石化过程，最终在沉积岩层中形成的，以聚苯乙烯为主要化学组成的，具有链状大分子结构的块状有机混合物。其代表产地是德国锡格堡（图2.3）。这类石化树脂曾作为燃料使用，由于其外观形态不佳，很难作为宝石材料使用。
4. ClassⅣ型石化树脂
ClassⅣ型石化树脂是残留在古代柏科植物木质部或其他组织内的萜类树脂，随着植物的化石化进程，最终在植物化石中形成的，以柏木烷型倍半萜类化合物为主要化学组成的，细小粒状的有机混合物。此类石化树脂提取困难，无法实现工艺价值。
5. ClassⅤ型石化树脂
ClassⅤ型石化树脂是残留在古代松科植物木质部或其他组织内的萜类树脂，随着植物的化石化进程，最终在植物化石中形成的，以松香烷型二萜化合物和右旋松脂烷型二萜化合物为主要化学组成的，细小粒状的有机混合物。此类石化树脂在存在形式上类似于ClassⅣ型石化树脂，提取亦困难，也无法实现工艺价值。
图2.2 婆罗洲ClassⅡ型石化树脂
图2.3 ClassⅢ型石化树脂❶
石化树脂的五种类型见表2.2。
表2.2 石化树脂的五种类型
三、琥珀宝石学的定义
前述的五种类型石化树脂的定义，科学归纳了历史上不同时期的人们对琥珀以及石化树脂的认知。但由于古人对自然事物的认识存在局限性，他们通常把从地下挖掘出来的石化树脂都当成琥珀，有时候甚至把一些固结在树上的树胶也视为琥珀，如阿拉伯树胶❶。那么，哪种石化树脂才能被称为琥珀呢？因此，有必要进一步探讨何为现代宝石学意义上的琥珀。
1. 琥珀的宝石要素
为了更好地理解为什么要从现代宝石学的角度来研究琥珀，我们首先要认识一下什么是现代宝石学以及什么是琥珀的宝石要素。
（1）现代宝石学的内涵 现代宝石学是一门系统地研究宝石材料的探矿、开采、加工、鉴定、评估、优化和人工合成的科学。现代宝石学的研究对象是宝石，并定义宝石是一些具备瑰丽、耐久和稀少三大要素的矿物或矿物集合体。这些宝石又可从成分上分为无机宝石和有机宝石两大类。常见的无机宝石有：钻石、红宝石、蓝宝石和碧玺等；而常见的有机宝石有：琥珀、珍珠和珊瑚等。
（2）琥珀具有的宝石要素 琥珀作为一种有机宝石，需具备瑰丽的外观、相对稳定的物理化学性质，具有一定的抵抗摩擦与化学侵蚀的耐久力，以及资源相对稀缺等宝石要素。
（3）对应宝石的石化树脂 前文所讨论的石化树脂，包含ClassⅠ型、ClassⅡ型、ClassⅢ型、ClassⅣ型和ClassⅤ型五种类型。但是，在自然界具备明丽的视觉效果、相对稳定的物理化学特性、储量稀有的石化树脂，仅来自于ClassⅠ型石化树脂的全部四种亚型。ClassⅠ型石化树脂，因其拥有较高的自然美学价值和工艺美学价值，尤以优良的加工工艺特性引人瞩目。久而久之，这类优级的符合现代宝石学意义的材料，成为了人类优质文化生活的自然选择。从石器时代以来，人类就将ClassⅠ型石化树脂作为贵重的有机宝石长期使用和佩戴，并赋予了极具历史文化蕴意的名称—琥珀。
在余下的石化树脂中，ClassⅡ型石化树脂因不具备相对稳定的物理化学性质，而无法成为宝石材料；ClassⅢ型石化树脂不具备瑰丽的外观，也只能作为燃料；ClassⅣ型和ClassⅤ型石化树脂，因以细小颗粒的形态存在于植物化石中，提取困难，无法加工，与宝石无缘。因此，ClassⅡ型、ClassⅢ型、ClassⅣ型和ClassⅤ型四种类型的石化树脂，被排除在现代宝石学意义上的琥珀之外。
2. 琥珀宝石学定义
从组分来源上讲，琥珀是由古生代晚石炭纪至新生代第三纪中新世松科、南洋杉科、豆科等植物分泌出的含有半日花烷型二萜化合物的萜类树脂，再经过漫长的沉积石化过程，最终在沉积岩层中形成的，一种物理化学性质相对稳定，且聚合程度高、挥发组分少的石化树脂；从分子结构上讲，琥珀主要是萜类树脂中的半日花烷型二萜化合物，通过聚合反应、交联反应、酯化反应和异构化反应等，生成的具有立体网状大分子结构的有机混合物。根据ClassⅠ型石化树脂的四种亚型，琥珀也存在着与之对应的四种亚类，即ClassⅠa、ClassⅠb、ClassⅠc和ClassⅠd型琥珀。在本章节及本书的其他章节中，如无特殊说明，“琥珀”一词均指现代宝石学意义上的琥珀，即ClassⅠ型石化树脂。