The mining of Baltic amber deposits in Poland

142 Pages·2013·5.24 MB·English

Foreword 
The Board of the AMBERIF Fair appreciates that research is necessary for the jewellery industry, with 
amber as its main focus, to develop. This awareness has brought yet again a published volume as its concrete 
effect and this year it is a piece fitting for the Gdańsk event’s 20th anniversary.  
The AMBER. RESEARCH—COLLECTIONS—THE MARKET Symposium, the proceedings of which we now 
give you, enriches the knowledge about amber presented by the symposium contributors at very diverse 
lengths. These are both short abstracts and papers longer than can be presented during the symposium itself. 
32 speakers and 22 contributors behind the poster submissions are not all. The co–authors almost double this 
number. Today, in view of the enormous methodological possibilities and equipment available only in some 
laboratories – for more complex subjects – it is important to gather a good research team. These are people 
of science, collectors or just simply amber lovers. 
Professor Dany Azar’s paper introduces us to the state of the art in the RESEARCH on fossil resins in the 
world. And then there is a large dose of knowledge about the Eocene deposits of amber (=succinite) around 
the Baltic Sea, in Ukraine and in Saxony–Anhalt. Plus deposits which are of the same age but of different type 
in Fushun, the much older deposits of Cretaceous fossil resin in Myanmar (Burma) and for the first time also 
from Lebanon’s Upper Jurassic sediments.  
From the perspective of the temporary shortage of raw amber on the market, we consider with interest 
the predominantly literature–based research on succinite redeposited in the Quaternary Age and the 19th 
century methods of its production. For the first time gypsum minicrystals have been described on the surface 
of amber collected on the beach which, just as barnacles and bryozoans, tell us about amber’s dwelling in the 
Baltic. 
A British palaeoentomologist has finally pointed out that it’s really worthwhile to study copal, a source 
of research material that went underestimated in the past. A German researcher is still trying to convince us 
about the mediocre merits of "green amber" obtained through the modification of not only copal but also 
other subfossil or even fossil resins. 
The most difficult issues of the physico–chemical properties of fossil resins – from the point of view of 
identification (so necessary and always required at trade exhibitions) but also their use in cosmetics, are 
presented by a large and experienced contingent of chemists. We have also waited long for the discovery of 
the diagnostic bands of IR spectra which will allow us to tell natural amber from its modifications. 
The papers on arthropods in amber are about true flies this time. A large team of authors presents 
Doug Lundberg’s (USA) discovery in Dominican amber: the traces of a bird, with more than just single 
feathers. 
In COLLECTIONS, a contributor from Lithuania, a team from Russia and Polish archaeologists discuss 
amber routes, amber crafting in various epochs and cultures, based on collections available in museums. This 
is also where research material is sought by the conservators who are so vital in rescuing amber from the 
fatally destructive processes which it undergoes. 
As always, interesting reports about amber in art, both in terms of the documentation of collections 
and in terms of design, can be read in contributions from recognised experts, educators and art historians. 
Important MARKET issues for Baltic amber (succinite) include deposits, raw amber and trade exhibitions 
at which amber products reach the customers. It has become apparent that Poland’s northern Lublin region is 
the most prospective and recommended for raw amber production. Geologist Krzysztof Czuryłowicz gives us 
most realistic indications of an existing shallow deposit in Górka Lubartowska. For 13 years now, amber has 
had its prestigious place in Warsaw at the GOLD SILVER TIME trade show but it was in Gdańsk in 1994 that the 
first amber trade fair took place. The secrets of AMBERIF, organised this year for the 20th time by the MTG SA 
Gdańsk International Fair Co. will be revealed to you by its Project Director Ewa Rachoń.  

Barbara Kosmowska–Ceranowicz, Elżbieta Sontag, Wiesław Gierłowski

TABLE OF CONTENTS

AZAR D. State of the art in the research on fossil resin in the World ................................................................................ 7 
DEPOSITS, EXCAVATION, RESEARCH 
DEPOSITS AND FINDS: BALTIC AMBER (SUCCINITE) AND OTHER FOSSIL RESINS 
MALISZEWSKI K., MARCINIAK‐MALISZEWSKA B., KUPRYJANOWICZ J., PIELIŃSKA A. Gypsum crystals on surface of Baltic 
amber from beach findings ......................................................................................................................................... 8 
MAŁKA A., KRAMARSKA R. The mining of Baltic amber deposits in Poland ‐ an overview .................................................. 10 
MATSUI V. Geological nature and primary sources of amber‐succinite deposits in Europe ............................................ 16 
NOHRA Y., AZAR D., GÈZE R., MAKSOUD S., EL‐SAMRANI A., PERRICHOT V. New Jurassic amber outcrops from Lebanon ......... 17 
RAPPSILBER I., KRUMBIEGEL G, WIMMER R. Overview of Bitterfeld amber ............................................................................ 18 
SAUL J.,M. “Electrum”: why was the same word used for amber and for the naturally occurring alloy of gold + 
silver? ........................................................................................................................................................................ 23 
SHI G., GRIMALDI D.G., HARLOW G.E., WANG J., WANG J., YANG M., LEI W., LI Q., LI X., ZHANG. R. The geological and 
gemmological features and age constraint of Burmese Amber ............................................................................... 24 
SHPYRKA V., BILYCHENKO P., BELICHENKO O. State of study and industrial development prospects of Volodymyrets 
amber region of Ukraine ........................................................................................................................................... 26 
SŁODKOWSKA B., KRAMARSKA R., KASIŃSKI J.R. The Eocene Climatic Optimum and the formation of the Baltic amber 
deposits ..................................................................................................................................................................... 28 
SZWEDO J., WANG B., ZHANG H. The Eocene Fushun amber ‐ known and unknown .......................................................... 33 
COPAL AND OTHER SUBFOSSIL RESINS 
PENNEY D., PREZIOSI R.F. Sub‐fossils in Copal: An Undervalued Scientific Resource ......................................................... 38 
SCHOLLENBRUCH K. Green Amber ‐ a current challenge for gemmologists ........................................................................ 43 
PHYSICAL AND CHEMICAL RESEARCH METHODS 
ARCT J., PYTKOWSKA K., SYNORADZKI L., SAFARZYŃSKI S. Comprehensive research project on the amber and its 
application in cosmetology ....................................................................................................................................... 46 
MATUSZEWSKA A. Chemotaxonomic marks of selected fossil and subfossil resin groups ................................................. 46 
ŁYDŻBA‐KOPCZYŃSKA B., KOSMOSWSKA‐CERANOWICZ B., SACHANBIŃSKI M. An atlas of the Raman spectra of amber ............... 51 
SACHANBIŃSKI M., CHOJCAN J. Positron Annihilation Spectroscopy (PAS) in amber research ............................................. 53 
SOBIECKA A. SYNORADZKI L., HAJMOWICZ H., ARCT J., PYTKOWSKA K., SAFARZYŃSKI S. Application research on cosmetics 
made of Baltic amber ................................................................................................................................................ 55 
SYNORADZKI L. Contemporary methods for determining the structure of amber and the application of amber in 
cosmetics .................................................................................................................................................................. 55 
TUMIŁOWICZ P. SYNORADZKI L., SOBIECKA A., HAJMOWICZ H., ARCT J., PYTKOWSKA K., SAFARZYŃSKI S. An overview of the 
properties of biologically active ingredients in Baltic amber .................................................................................... 56 
WAGNER‐WYSIECKA E. Instrumental methods in amber (succinite) and other fossil resins investigations ....................... 56 
CRAFTING TECHNIQUES FOR RAW BALTIC AMBER AND IMITATIONS 
GRONUŚ‐DUTKO B. The wealth of colours in natural amber .............................................................................................. 59 
KOSMOWSKA‐CERANOWICZ B., WAGNER‐WYSIECKA E. Modified Baltic amber identified in transmission and reflectance 
IR spectra .................................................................................................................................................................. 60 
AMBER INCLUSIONS 
KOSMOWSKA‐CERANOWICZ B., KULICKI C., KUPRYJANOWICZ J., MARCZAK J., LUNDBERG D., FUDALA J. Bird traces in Dominican 
Amber ....................................................................................................................................................................... 62 
SKIBIŃSKA K. The presence of primitive dipterans of the family Tanyderidae in Baltic amber ......................................... 66 
SONTAG E. The Collection of Animal Inclusions at the University of Gdańsk, Museum of Amber Inclusions .................. 67 
SZCZEPANIAK K. Chironomidae inclusions at the Polish Academy of Sciences Museum of the Earth, Warsaw ................ 70
ARCHAEOLOGY, COLLECTIONS AND DESIGN 
LATEST DISCOVERIES IN ARCHAEOLOGY 
BUTRIMAS A., JOVAIŠA E. The Balt‘s Amber route to classical civilization ........................................................................... 71 
CZEBRESZUK J., SZMYT M. Amber in Europe 3000 years BCE .............................................................................................. 74 
JANUSZEK K., MANASTERSKI D. A unique symbolic votive deposit with Early Bronze Age amber ornaments ..................... 76 
KWIATKOWSKA K., MANASTERSKI D. Amber routes in Central Europe’s prehistory ‐ an overview ....................................... 77 
ZHELENTSOVA O.V., KUSINA I.N., MILOVANOV S.I. Amber trade in Medieval Rus’: the current state and prospects for 
research .................................................................................................................................................................... 79 
AMBER COLLECTIONS IN MUSEUMS AND TREASURIES 
BIELIŃSKA‐MAJEWSKA B., BOKINIEC E., UZIEMBŁO R. Amber from the collections of District Museum in Toruń. Objects 
dated from Neolithic to the early Middle Ages ........................................................................................................ 81 
KING R. Finding the Divine Falernian: Amber in Early Modern Italy ................................................................................ 81 
KRASKA Z. Amber in Legnica ............................................................................................................................................. 83 
MAZUROWSKI R.F. Amber classification principles in archaeology ................................................................................... 85 
PIELIŃSKA A., GRONUŚ‐DUTKO B. Amber in collections of Polish museums ......................................................................... 88 
PIELIŃSKA A., GRONUŚ‐DUTKO B. Exhibition Amber in medicine in Museum of the Pharmacy in Warsaw, April‐
November 2012 ........................................................................................................................................................ 90 
ROSS A., SHERIDAN A. Amazing Amber: the challenges of creating an exhibition on amber and possible solutions ........ 92 
SOBECKA A. The Development of the Malbork Amber Collection .................................................................................... 95 
VÁVRA N. Leopold Schmid and Bachofen‐Echt ‐ two forgotten amber specialists from Austria: their studies and 
collections. ................................................................................................................................................................ 96 
CONSERVATION 
ŁUKASZEWICZ J.W. On the conservation of ancient amber................................................................................................ 98 
SAFARZYŃSKI S. The Preventive conservation of interior architecture features decorated with amber ......................... 100 
ZATORSKA A. Amber beads from Szelków, Poland, from 2nd/3rd cent. CE and the conservation method used on 
them ....................................................................................................................................................................... 101 
PRIVATE COLLECTIONS 
GIERŁOWSKA G. Baltic amber in Gabriela Gierłowska’s Collection ‐ a presentation ....................................................... 103 
HOFFEINS C. The Hoffeins Inclusion Collection ............................................................................................................... 108 
AMBER IN ART 
BIELAK J. Medici amber collection owned by Maria Maddalena of Austria (1589‐1631) in the Pallazzo Pitti in 
Florence. State of the art objects and research perspectives ................................................................................ 112 
GIERŁOWSKI W. Contemporary Referencesto amber art and craft of the turn of the 17th and 18th cent. ...................... 115 
KOSTYASHOVA Z. Amber and wood in contemporary art ................................................................................................ 121 
DESIGN - DEVELOPMENT, DIRECTIONS 
FIJAŁKOWSKI S. Amber + Design – Then, Now and in the Coming Future ....................................................................... 123 
SADO A. Modern amber jewellery design ...................................................................................................................... 127 
SZADKOWSKI A. The Design of jewellery with amber ‐ forecasts for design development ............................................. 129 
THE AMBER MARKET 
RAW AMBER OUTPUT 
CZURYŁOWICZ K. Comprehensive study of geological setting and mineral potential of Górka Lubartowska amber‐
bearing deposit (district Lublin) .............................................................................................................................. 132 
ECONOMY, TRADE 
GONTARSKA W. The market requires promotion measures. The „Not Only by the Baltic Sea” exhibition at the 
2012 Gold Silver Time trade exhibition, Warsaw ................................................................................................... 133 
RACHOŃ E., KOSIOR M. The Amberif Fair, Gdańsk ‐ development prospects for the export of Polish‐made Baltic 
amber products ...................................................................................................................................................... 135
Amberif 2013  INTERNATIONAL AMBER RESEARCHER SYMPOSIUM  Page 7

AZAR D.
State of the art in the research on fossil resin in the World 
OPENING LECTURE 
DANY AZAR 
Lebanese University, Faculty of Sciences II, Department of Natural Sciences,
Fanar, Fanar - Matn, P.O. Box 26110217, Lebanon;
e-mail: [email protected]
Amber (or fossil resin), a wonderful warm and shimmering material, with the colour of sun and gold, 
has seduced humans since ever and this fact is documented since at least the Neolithic. It has been priced 
over ages for its beauty and gemological qualities. The amber got its names in different languages and 
civilizations after its physical and chemical properties. A lot of mythologies provide explanations on its 
formation and most of then give it an origin related with divinities; but amber, in reality is a fossil vegetal 
resin. If today this reality is no more a secret to anyone, determining the exact botanical origin of amber is 
still a great challenge to the scientific committee.  
Amber  is  renowned  as  being  a  splendid  material  for  the  fascinating  conservation  of  biological 
inclusions in their minute 3–dimentional details. It is a gold mine for the palaeontologists as it contains a 
variety of biological inclusions in pristine conditions. Till the last five years the study of biological inclusions in 
amber was only made by traditional optical microscopy; but today with the drastic advance in science, a 
great step toward the future have been made, especially with the use of new tools of exploration and 
imaging, even in opaque material. These tools are represented by the X–ray synchrotron tomography or even 
with the new generation of micro CT–Scanners that begin to be more and more precise and available. The 
new technology does not allow only the study of external morphology of the inclusions, but also their 
infinitesimal internal anatomy, and all this in a safe non destructive way. The most impressive is that the 
information resulting from the use of this technology can be reproduced and distributed in all natural history 
museums and thus constitute a virtual typotheque. Within some years, perhaps even scientists will not have 
the obligation to move for examining type material, as they will have a “virtual type” in their own institution 
or laboratory. Moreover not only the inclusion can be visualized in 3–dimentional fashion, but even printed 
in3D at the scale of our choice.  
Amber occurs all over the world, and every year several outcrops are discovered here and there. 
During the last 20 years, known outcrops of amber have increased significantly in number, due to the 
international growing of scientific awareness and interest in such material. There is no doubt that “Jurassic 
Park” in 1993, the famous American science fiction adventure thriller film directed by Steven Spielberg, and 
based on the novel of the same name by Michael Crichton, played a noticeable role in making amber more 
popular. Before this date interest in amber was mainly restricted to Caribbean and especially Baltic countries 
(of great tradition in amber), though amber occurrence was recognized from several localities worldwide.  
Due to this growing interest and to the globalization, several serious multidisciplinary and collaborative 
scientific teams are formed in diverse countries, and many PhDs are done or ongoing. What is really 
marvelous also is the fact that with the present technologies of communication, most of these scientists from 
all origins are collaborating internationally; and bibliography is quickly exchanged as pdf electronic format. 
Consequently a relatively massive number of good quality publications are produced annually either in 
chemistry of amber or in its biological inclusion. Moreover, fossil material is more and more attractive to 
neonatologists,  which  are  integrating  the  palaeontologists  teams,  ameliorating  as  such  the  quality  of 
research, and in consequence our knowledge of the historical evolution of the studied groups. 
I believe that scientific researches on amber(s) and its (their) inclusions will be flourishing and very 
prosper in the near future; as the development of technologies and the growing interest on this (these) fossil 
resin(s) is very promising.
Page 8   INTERNATIONAL AMBER RESEARCHER SYMPOSIUM  Amberif 2013

DEPOSITS, EXCAVATION, RESEARCH
DEPOSITS AND FINDS: BALTIC AMBER (SUCCINITE)
AND OTHER FOSSIL RESINS

MALISZEWSKI K., MARCINIAK‐MALISZEWSKA B., KUPRYJANOWICZ J., PIELIŃSKA A.
Gypsum crystals on surface of Baltic amber from beach findings  
POSTER 
KRZYSZTOF MALISZEWSKI1, BEATA MARCINIAK‐MALISZEWSKA2, JANUSZ KUPRYJANOWICZ3, ALICJA PIELIŃSKA1 
1Polish Academy of Sciences Museum of the Earth in Warsaw, Na Skarpie 20/26, 27, 00-488 Warszawa, Poland;
e-mails: [email protected], [email protected]
2Research Laboratory of Institute of Ceramics and Building Materials in Warsaw,
Postępu 9, 02-676 Warszawa, Poland;
e-mail: [email protected]
3Professor Andrzej Myrcha Natural Science Museum, University in Bialystok,
Swierkowa 20B, 15-328 Bialystok, Poland;
e-mail: [email protected]
Many crystals – colourless and transparent, with a length up to 1 mm – were discovered in the hollows 
on the surface of three Baltic amber nuggets found in beach sediments, now kept at the Polish Academy of 
Sciences Museum of the Earth in Warsaw. The crystals are of automorphous (acicular, rod–shaped, columnar, 
sometimes short–columnar) habit, with perfectly shaped flat faces and properly terminated. Only a few of 
them are chipped or broken off. Next to individual crystals, there are also spectacular radial aggregates of 
several up to several dozen specimens.  
Research methods and findings  
The initial observations were performed with a Scanning Electron Microscope (SEM) and an EDS 
Spectrometer at the Białystok University of Technology (rough vacuum, pressure of 40 Pa). Detailed tests on 
the crystals were run at the Research Laboratory of the Institute of Ceramics and Building Materials in 
Warsaw. 
The elemental composition of the crystalline forms was studied using a Field Emission Gun Scanning 
Electron  Microscope  (FEG–SEM)  –  the  spot–specific  Energy  Dispersive  Spectroscopy  (EDS)  tests  were 
performed without spraying the pieces of amber with a conductive material, in rough vacuum range in the 
presence of water vapour. These were standardless elemental analyses performed through Variable Pressure 
Quantification (ViPQ)  – the EDS spectra were recorded twice in each spot,  at different water vapour 
pressures (30 Pa and 60 Pa). The elemental composition was determined by extrapolating the signal intensity 
from each element to the pressure of 0 Pa (perfect vacuum). 
Selected crystals were subjected to a destructive test using X–ray Diffraction (XRD), with the material 
placed in a Lindemann glass capillary tube. The qualitative analysis of phase composition was performed in a 
Debye–Scherrer–Hull optical system, using a diffractometer with a Cu anode.  
The crystals’ dominant elements are carbon (6.2–11.8 %wt), oxygen (49.7–54.6 %wt), sulphur (16.9–
19.7  %wt)  and  calcium  (19.2–22.9  %wt).  The  presence  of  Na,  Fe,  Si  and  Al  was  also  discovered,  in 
concentrations up to 1 %wt. 
The morphology of the crystals and the results of the elemental composition tests (taking into account 
the % content of main group elements’ atoms, excluding carbon) indicate them to be gypsum crystals (CaSO ∙ 
4 
2H O). This has been confirmed by phase composition tests (Maliszewski et al. 2012). 
2
Amberif 2013  INTERNATIONAL AMBER RESEARCHER SYMPOSIUM  Page 9

Based  on  the  relevant  literature,  the  authors’  observations  and  the  performed  analysis,  it  was 
concluded that the mineral crystallised most likely from sea water. The habit of the crystals and their 
condition contradict the possibility of their having formed before being deposited in the beach sediments. 
The analysed crystals come in various forms and sizes. One can see smaller crystals formed on larger 
ones, or even entire radial aggregates found on larger monocrystals. The considerable diversity of the 
crystalline forms suggests that there were several episodes of dissolution and crystallisation – the saturation 
or depletion of the solution (Jafarzadeh, Burnham 1992). The gypsum crystals are mainly located in hollows in 
the amber surface where water retention may have taken place.  
The tests (SEM–EDS, XRD) have also indicated the presence of other minerals: 
1. anhydrous or hemihydrous calcium sulphate – anhydrite and/or bassanite. 
The reduced oxygen content, found in the elemental composition of some crystals as compared to the 
other crystalline forms, may be related to the dehydration of gypsum due to, for example, intense 
heating.  According  to  Jaworska  (2012),  the  gypsum–anhydrite  transition  in  near–surface  conditions 
requires  temperatures  close  to  50°C,  which  are  possible  in  beach  sediments.  However,  the  phase 
composition analysis did not show the presence of calcium sulphates other than gypsum. 
2. halite – discovered using the diffraction method; the mineral may take the form of microcrystals which 
cover hollows and microcracks in the surface of amber or the hollows and microcracks formed on the 
gypsum crystals. 
3. quartz (its presence was confirmed by means of XRD) – these are probably the fine grains of the dust or 
clay fraction from beach accumulations or those floating in the sea, which got stuck in the uneven parts of 
the surface of the analysed nugget.  
Peculiarities found on the surface of Baltic amber pieces from beach findings  
Moreover, the surfaces of three of the amber pieces display: 
I – the weathered surface layer of the pieces – polygonal surface structure  
II – fine pieces of driftwood in the surface hollows 
III – diatom fragments on the driftwood  
Framboidal pyrite  
On  the  driftwood  found  in  one  of  the  specimens,  the  SEM  tests  have  shown  the  presence  of 
characteristic  framboidal  pyrite  structures,  whose  aggregates  are  commonly  found,  for  example,  in 
contemporary coastal sediments. Framboidal pyrite formation is attributed to bacterial or even nanobacterial 
activity  (Folk  2005),  however  the  latest  research  points  to  the  possibility  of  synthesising  such  pyrite 
aggregates under lab conditions (Ohfuji, Richard 2005).  

References 
Folk R.L. 2005. Nannobacteria and the formation of framboidal pyrite: Textural evidence. Journal of Earth System 
Science 114 (3), 369‐374 
Jafarzadeh A.A., Burnham C.P. 1992. Gypsum crystals in soils. Journal of Soil Science 43, 409‐420 
Jaworska J. 2012. Crystallization, Alternation and Recrystallization of Sulphates. W: Mastai Y. (red.): Advances in 
Crystallization Processes. 465‐482, InTech. 
Krzysztof Maliszewski, Beata Marciniak‐Maliszewska, Janusz Kupryjanowicz, Alicja Pielińska 2012: Formy krystaliczne na 
powierzchni bursztynu bałtyckiego. Summary: Crystalline forms on the surface of Baltic amber. Prace Muzeum Ziemi 
50, 67‐76. 
Ohfuji H., Richard D. 2005. Experimental syntheses of framboids ‐ a review. Earth‐Science Reviews 71, 147‐170