Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Kasztovszky Zsolt

A prompt-gamma aktivációs analízis örökségtudományi alkalmazásai

Szilikát anyagú régészeti leletek és nyersanyagaik eredetének meghatározása

Mükénéi, késő római és bizánci régészeti üvegek PGAA-vizsgálata

A budapesti PGAA-laborban időrendben később, 2011-től kezdve kezdtük el mükénéi – Kr. e. 16‒12. sz (Zacharias et al. 2018), késő római, késő antik – Kr. u. 5‒6. sz. (Bugoi et al. 2021a, Bugoi et al. 2021b, Bugoi et al. 2022a, Bugoi et al. 2022b, Bugoi et al. 2022c, Bugoi et al. 2022d, Bugoi et al. 2024) és bizánci – Kr. u. 10‒12. sz. (Constantinescu et al. 2018) régészeti üvegek – összességében közel 300 minta – PGAA-mérését. A vizsgált anyag többsége a Fekete-tenger nyugati partjairól, az ókori Histria és Tomis városok területén végzett ásatások leletanyagából származik.
A vizsgált későrómai és bizánci üvegminták többsége nátriumüvegnek bizonyult, 10,0‒26,3 m% Na2O-tartalommal. Néhány bizánci üveget káliumüvegként azonosítottunk, 17,2‒20,7 m% K2O-tartalommal. Néhány, korábban üvegnek feltételezett mintáról összetételük alapján (pl. <5 m% Na2O- és K2O-tartalom) bebizonyosodott, hogy más anyagból, pl. feltehetően fajanszból, karneolból, hematitból, borostyánból készültek (6.5. ábra).
 
6.5. ábra. Késő római és bizánci üvegek, valamint „üvegszerű” minták elkülönítése Na2O- és K2O-tartalom alapján
 
Az üvegminták bórtartalom szerint 3 csoportba sorolhatók, az első csoportba a viszonylag kis (14‒700 ppm), a másodikba nagyobb (800‒1350 ppm) bórtartalmú minták tartoznak. Egy bizánci minta bórtartalma kiemelkedően nagy (~1900 ppm) (6.6. ábra.) A minták lelőhelye/kora és a bórtartalma között nem találtam egyértelmű összefüggést. A viszonylag kis bórtartalmú minták között egyaránt megtalálható későrómai (Histria és Tomis lelőhelyről), valamint mükénéi és bizánci eredetű. A nagy bórtartalmú minták – beleértve az egyetlen kimagaslóan nagy bórtartalmú mintát – szinte kizárólag bizánci üvegek, csupán néhány histriai üveg bórtartalma nagy (810‒860 ppm). Az üvegleletek koráról nem állt rendelkezésünkre pontosabb információ.
 
6.6. ábra. Késő római és bizánci üvegek elkülönítése Na2O+K2O-, valamint bórtartalom alapján
 
Az általunk eddig vizsgált ókori régészeti üvegminták közül a legnagyobb számú egységes leletegyüttes a Fekete-tenger nyugati partján feltárt Histria és Tomis lelőhelyekről származnak, összességében mintegy 36 a histriai és 15 tomisi lelőhelyről (6.7. ábra). Mostanáig Histria területén korabeli üveggyártásra utaló leleteket (kemencét, öntőformát vagy nyersanyaghulladékot) nem találtak. Tomis területén ugyanakkor hat – korabeli üveggyártásra utaló – kemence maradványait ásták ki régészek. Néhány jellegzetes, PGAA-val vizsgált régészeti lelet fényképe látható a 6.8. ábrán. Szinte valamennyi vizsgált üvegminta eredeti anyagában színtelen, Mn és Sb hozzáadásával színtelenített vagy anyagában (nem hozzáadott színezővel) színezett volt. Néhány minta mesterséges összetevő hozzáadásával színezett üveg volt. A következő részben részletesen tárgyalom a Histria és Tomis lelőhelyekről származó minták PGAA-eredményeit.
 
 
 
A PGAA-mérések eredménye szerint valamennyi vizsgált minta az ún. római alapüveg típusba (homok ‒ mészkő ‒ natúr szóda főösszetevők) tartozik. Átlagos Na2O-tartalmuk 17,9±1,6 m%, CaO-tartalmuk 7,4±1,6 m%, és SiO2-tartalmuk 66,8±2,3 m%. A minták MgO- és K2O-tartalma 1,5 m% alattinak adódott.
A vizsgált minták PGAA-val mért összetételeit és csoportosítását az irodalomban ismert üvegtípusoknak megfelelően a 6.6. táblázatban foglaltuk össze (Bugoi et al. 2022a). A többségében histriai mintákat a PGAA-val mért összetételük alapján sikeresen besoroltuk az irodalomból ismert, a korszakra jellemző fő üvegtípusok valamelyikébe (6.9. ábra) (Bugoi et al. 2022a).
 
6.6. táblázat. A vizsgált késő római, anyagában színezett és színtelenített üvegek PGAA-val mért átlagos összetétele és csoportosításuk (Bugoi et al. 2022a)
Minta / Összetétel (m%)
SiO2
TiO2
Al2O3
Fe2O3
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
H2O
SO3
B2O3
Sb2O3
Sm2O3
Gd2O3
Cl
Kimutatási határ (m%)
0,1
0,005
0,5
0,05
0,02
1
1
0,01
0,1
0,09
0,1
0,00005
0,1
0,00005
0,00005
0,003
HIMT Histria átlag (n=4)
65,1
0,552
2,93
2,03
1,97
1,81
5,5
18,1
0,48
0,19
0,38
0,0438
 
0,00017
0,00026
0,93
HIMT (Freestone, 2005)
64,8
 
3,18
2,07
2,66
1,29
5,2
18,7
0,44
 
 
 
 
 
 
 
Groupe 1 Foy (Foy et al., 2003)
64,5
0,490
2,88
2,28
2,02
1,23
6,2
19,1
0,41
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Serie 2.1 Foy Histria átlag (n=19)
65,4
0,157
2,42
1,08
1,21
1,3
7,3
18,6
0,79
0,4
0,4
0,0342
 
0,00012
0,00015
0,83
Serie 2.1 Foy (Foy et al., 2003)
64,4
0,16
2,54
1,35
1,60
1,2
7,8
18,5
0,79
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Serie 3.3 Foy Histria átlag (n=4)
67,5
0,088
3,18
0,49
0,03
 
11,2
14,6
1,0
0,2
 
0,0163
 
0,00012
0,00014
0,84
Série 3.3 (Foy et al., 2003)
70,9
0,080
3,00
0,52
0,01
0,67
8,5
14,7
0,69
 
 
 
 
 
 
 
Levantine I (Freestone, 2005)
70,6
0,120
3,05
0,48
0,10
0,63
8,1
15,2
0,71
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Serie 3.2 Foy Histria átlag (n=4)
69,4
0,083
1,77
0,35
1,01
 
5,8
18,9
0,55
0,38
0,5
0,0343
 
0,00009
0,00011
1,14
Serie 3.2 Foy (Foy et al., 2003)
68,1
0,090
1,92
0,70
0,95
 
7,0
18,8
0,44
 
 
 
 
 
 
 
Mn-decolorized (Gliozzo, 2017)
67,9
0,150
2,36
0,80
1,27
0,92
7,3
17,6
0,73
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RNCBGY2 Histria átlag (n=3)
71,2
0,079
2,40
0,32
0,43
1,21
6,7
16,1
0,63
0,12
 
0,0357
 
0,00011
0,00010
1,10
RNCBGY2 (Gliozzo et al., 2016)
70,6
0,100
2,50
0,40
0,50
0,50
7,7
16,1
0,80
 
 
 
 
 
 
 
Imperial Roman (Nenna, 1997)
69,6
0,130
2,59
0,62
0,73
0,59
7,5
16,6
0,75
 
 
 
 
 
 
 
NE-I (Silvestri et al., 2018)
69,8
0,070
2,49
0,43
0,47
0,58
7,7
16,6
0,58
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Histria-4
71,5
0,209
0,43
0,38
0,02
0,66
8,3
16,2
0,16
0,93
0,15
0,0198
 
0,00007
0,00011
1,08
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sb-színtelenített: Histria-40
68,9
0,096
1,74
0,34
0,02
0,87
7,5
18,1
0,43
0,22
0,25
0,0378
0,44
0,00010
0,00010
1,14
Sb-színtelenített (Gliozzo, 2017)
71,3
0,060
1,88
0,35
0,01
0,43
5,5
18,5
0,46
 
 
 
0,40
 
 
 
Groupe 4 Foy (Foy et al., 2004)
71,0
0,060
1,94
0,34
0,02
0,43
5,6
19,1
0,42
 
 
 
0,63
 
 
 
 
6.9. ábra. A vizsgált színtelen késő római üvegek osztályozása a PGAA-val mért összetételük alapján. A Factor1 és Factor2 a korábban F1 és F2 jelzéseknek, vagyis a főkomponenseknek felelnek meg (Bugoi et al. 2022a)
 
A csoportosítás alapján a következőket állíthatjuk a vizsgált mintákról (Bugoi et al. 2021a):
  • 3 minta (34, 37 és 48) az ún. HIMT (High Iron Manganese Titan) csoportba (Foy et al. 2003) tartozik, ~2,03 m% Fe2O3, ~1,97 m% MnO és ~0,55 m% TiO2-tartalommal. Nagy valószínűséggel ezek az üvegek egyiptomi eredetű, nagy vaskoncentrációjú ilmenitet tartalmazó homok felhasználásával készültek (Freestone et al. 2018).
  • A legnagyobb mintaszámú csoportot az ún. Série 2.1-hez tartozó minták alkotják, amelyek jellemzői a ~1,08 m% Fe2O3, ~1,21 m% MnO és ~0,16 m% TiO2, 7,3 m% CaO, és 18,6 m% Na2O.
  • Jól elkülönülő mintacsoport az ún. Série 3.3, amely Apollonia elsődleges üveggyártó műhelyéhez köthető. Ezen minták jellemzője a kiemelkedően nagy (~11,2 m%) CaO-tartalom, feltehetően a kemencében keletkező szennyezés eredményeként, a ~14,6 m% Na2O-, ~0,49 m% Fe2O3-, ~0,03 m% MnO- és ~0,09 m% TiO2-tartalom. Ezen üvegek készítéséhez – irodalmi adatok alapján – levantei homokot használtak.
  • A 6.9. ábra 4. csoportját, a Série 3.2, valamint az ún. RNCBGY2 (Roman Naturally Colored Blue Green Yellow 2 típushoz – Gliozzo et al. 2016) tartozó minták alkotják. Jellemzőik a kis ~1,77 m% Al2O3 és a viszonylag nagy ~18,9 m% Na2O-tartalom.
 
A színtelen minták esetében megvizsgáltuk, hogy a mért Sb- vagy Mn-tartalmuk alapján feltételezhetjük-e mesterséges színtelenítő adalék hozzáadását a nyersanyaghoz. A RNCBGY2 csoporton belül mintegy 20 minta esetében azonosítottunk hozzáadott Sb2O3-t vagy MnO-t színtelenítőként (6.10. ábra).
 
6.10. ábra. Néhány színtelen üvegminta csoportosítása a színtelenítő (Mn, Sb) mennyisége szerint (Bugoi et al. 2021)
 
A vizsgált üvegminták fenti csoportosítása alapján elmondható, hogy többségük elsődleges nyersanyaga feltehetően egyiptomi műhelyekben készült, csupán néhány lelet mutatta a levantei nyersanyageredet összetételbeli jellegzetességeit (Bugoi et al. 2022a).
Az előzőekben tárgyalt, Histriából származó, színtelen vagy természetes színárnyalatú késő római üvegleleten kívül kutatásaink során további 8 db, változatos formájú és mintázatú színes üvegmintát is vizsgáltunk ugyanerről a lelőhelyről (Bugoi et al. 2022b). A vizsgálataink célja az volt, hogy az összetételi adatok alapján következtetéseket vonhassunk le a tárgyak nyersanyagának eredetére, illetve a készítési technikájára vonatkozóan. A tárgyak fényképe a 6.11. ábrán látható.
 
6.11. ábra. Histriából származó, mesterségesen színezett üveg és üvegszerű töredékek ()
 
A PGAA mérési eredmények alapján a következőket állíthatjuk:
  • A vizsgált minták közül 3 (Histria-2, 9 és 31) hagyományos római alapüveg típusból készült (17,27±1,33 m% Na2O; 7,33±2,33 m% CaO; 67,6±1,9 m% SiO2).
  • A borostyánsárga Histria-2 minta jellegzetessége a 2300 ppm SO3-tartalom és a 3200 ppm Fe2O3-tartalom.
  • A sötétkék színű Histria-9 és Histria-31 mintákban 570 ppm, illetve 1150 ppm CoO-t és 1500 ppm CuO-t azonosítottunk mint színképzőt.
  • A Histria-8 minta opak sárga színű üveg, sötétkék, körkörös vonalakkal megrajzolt „szem” motívummal. Összetételének különlegessége a nagy, 9,31 m% PbO- és az 1,69 m% Sb2O3-tartalom. Ezen összetevők alapján az üveg sárga színét feltehetően az ólom-antimonát (Pb2Sb2O7) pigment adja. A Histria-8 minta kék részeinek színe a 300 ppm CoO-tartalomnak tulajdonítható.
  • Érdekes eredmény volt, hogy a borostyánsárga Histria-6 minta, nagy (98,8 m%) SiO2-tartalma alapján nem üveg, hanem karneol.
  • A Histria-7 minta 90,4 m% Fe2O3-tartalma alapján üvegtől eltérő anyagú, valamilyen vastartalmú ásvány.
  • A Histria-10 minta összetétele (86,97 m% SiO2; 3,74 m% Na2O; 1,1 m% CaO; 1,7 m% MgO; 1,67 m% K2O) a kezdeti feltételezésekkel ellentétben feltehetően fajansz nyersanyagra utal. A türkiz szín feltehetően az 1,32 m%-nyi CuO-tartalomnak tulajdonítható.
 
A prompt-gamma aktivációs analízis örökségtudományi alkalmazásai

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 202 0

Kémia

Az örökségtudomány (angolul „heritage science”) fő célkitűzése, a tárgyi emlékeink elemzése és megőrzése a jövő nemzedékek számára, napjainkban kiemelt helyen szerepel Európa és az egész világ tudományos feladatai között.

A prompt-gamma aktivációs analízis (PGAA) az alkalmazott neutronnyaláb nagy áthatoló képessége következtében a tárgyak átlagos tömbi összetételéről szolgáltat adatokat. A PGAA-val elvileg minden kémiai elem kimutatható, elemenként eltérő érzékenységgel. A módszer kiválóan alkalmas értékes, egyedi minták, pótolhatatlan kulturális és természeti kincseink, például régészeti leletek roncsolásmentes örökségtudományi (archeometriai) vizsgálatára, elsősorban a leletek nyersanyagainak eredetmeghatározásában.

Kutatásaink a PGAA alkalmazhatóságára irányultak, főként szilikát anyagú régészeti leletek (kőeszközök, féldrágakövek, üvegek) archeometriai vizsgálataiban. Együttműködésben hazai múzeumokkal, egyetemekkel, Magyarországon elsőként végeztünk szisztematikus PGAA-méréseket különböző kőzetekből (obszidián, kovakőzetek, metamorf kőzetek), lápisz lazuliból, üvegből, valamint réz- és ezüstötvözetekből, kerámiából, készült régészeti tárgyak nagyszámú sorozatain. Munkatársaimmal összesen több mint 6000 archeometriai tárgyú PGAA-elemzést végeztünk, az egyes anyagfajtákra jelentős PGAA-adatbázisokat hoztunk létre, amelyekre számos jelenlegi hazai és nemzetközi régészeti kutatási projekt támaszkodik.

Az elmúlt 25 évben a budapesti PGAA-laboratórium mind a hazai, mind a nemzetközi tudományos életben elismertségre tett szert az archeometriai kutatások terén. Számos hazai és nemzetközi örökségtudományi tárgyú projektben vettünk részt. Tudomásunk szerint a budapesti az egyetlen, PGAA-t hosszú távú örökségtudományi kutatásokban alkalmazó laboratórium a világon.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kasztovszky-a-prompt-gamma-aktivacios-analizis-alkalmazasa-szilikat-anyagu-regeszeti-leletek-es-nyersanyagainak-meghatarozasara//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave