Archeometria – alkalmazott ásványtan

Archeometria tárgya: Az építészetben, művészettörténetben, régészetben ismert kőzetek, kőzetszerű anyagok ásványi komponenseinek vizsgálata az ásvány-és kőzettan klasszikus és modern módszereivel. Az archeometria fő feladatai: Az anyag vizsgálata a technológia, a nyersanyag eredete, típusa, a szállítás és kereskedelem szempontjából.

Gyakori kérdések: A tárgy anyagának pontos jellemzése. Miből készült a tárgy? Milyen technológiával készült? Honnan ered a nyersanyag? Milyen korú a tárgy, mikor készítették? Hogyan konzerválható? Lehet-e javítani (és hogyan, milyen módszerrel) az állapotát?

Az archeometria kapcsolódási területei

Az ásványok, kőzetek megismerhetősége 1/ Morfológiai megismerés. 2/ Kémiai megismerés. 3/ Fizikai megismerés. 4/ Szerkezeti megismerés. m/cm mm µm morfológia szem fénymikroszkóp elektronmikroszkóp kémia nedveskémia spektroszkópia mikroszonda fizika/optika ásványtani mikroszkóp szerkezet röntgendiffrakció

Anyagvizsgálati lehetőségek az archeometriában Vékonycsiszolat (TS) Röntgendiffrakció (XRD) Obszidián hidrációs kormeghatározás (OHD) Elektron és röntgen spektroszkópia (EDS, XRF) Neutronaktivációs vizsgálatok (NAA) Protonok által indukált röntgen és gamma spektroszkópia (PIXE-PIGE) Promptgamma aktivációs vizsgálatok (PGA) Elektron mikropróba analízis (EMPA)

MTA Geokémiai Kutatóintézet összeállítása Márvány műtárgyak és építőkövek archeometriája: eredet és eredetiség nyomozása Bajnóczi Bernadett MTA Geokémiai Kutatóintézet összeállítása

„Budapest táncosnő” – Szépművészeti Múzeum, Antik Gyűjtemény Parthenon, Akropolisz „Budapest táncosnő” – Szépművészeti Múzeum, Antik Gyűjtemény

Márványműtárgyak eredetisége az eredetiség-vizsgálat célja: hamisítványok kimutatása (bűnüldözés) már a római időkben elkezdődött a görög szobrok másolatainak készítése később a reneszánsztól az antikvitások gyűjtésével áltanos gyakorlattá válik a 18-19. sz. és a 20 sz. eleje a hamisítványok készítésének aranykora jelenleg: kb. 25 ezer hamisítvány kerül évente piacra múzeumi (és magángyűjteményi) műtárgyak felülvizsgálata szükséges hamisítványok kimutatása művészettörténeti és régészeti megközelítés alapján: stílus, forma, műhelyre utaló jegyek – szubjektív objektív módszerek: természettudományos vizsgálatok  archeometria

Hamisítványok kimutatására alkalmazott módszerek eredet-meghatározás: indirekt módszer – a felhasznált kőzetanyag kapcsolata a tárgy történelmi-régészeti hátterével - a műtárgy különböző részei lelőhely-azonosságának kimutatására a műtárgyat ért környezeti hatások kimutatása: a tárgy felszínének morfológiai-ásványtani-kémiai elváltozásai (mállás)  geokémiai-geológiai módszerek

Klasszikus fehérmárvány-lelőhelyek Serravezza (Marmara) Altintas Afyon Thiountas Hierapolis Kelet-mediterrán lelőhelyek: Olaszország: Carrara, Serravezza Görögország: Attica: Hymettos, Pentelikon Peloponessos: Doliana, Mani Égei-tengeri szigetek: Naxos, Paros, Thasos Törökország: DNy-i rész, Kis-Ázsia: Miletos, Ephesos, Afyon (Docimium), Altintas, Aphrodisias, Denizli, Hierapolis, Thiountas Égei-tengeri sziget: Proconessos (Marmara) Miletos Denizli Mani

Eredet-meghatározás (műtárgyak, építőkövek) megoldandó probléma: kis mintamennyiség (műtárgyak esetén) cél: a kőfejtők anyagának minél jobb elkülönítését lehetővé tevő vizsgálati módszer(ek) alkalmazása hagyományosan használt módszerek: – legrégebbi technika (1890, R. Lepsius): makroszkópos megfigyelés és mikroszkópos petrográfia, pl. ásványos összetétel (akcesszóriák), szemcseméret, szemcsealak, szövet hátrány: vékonycsiszolathoz viszonylag nagy mintamennyiség szükséges max. szemcseméret (MGS) – makroszkóposan is megállapítható 1950-es évektől: kémiai összetétel (nyomelem-analízis): pl. NAA, hátrány: a nyomelemek koncentrációja egy lelőhelyen belül is változik maximális szemcseméret (mm, Gorgoni et al., 2002)

1970-es évektől: stabilizotóp-összetételi elemzés (13C, 18O): máig a legelterjedtebb módszer (egyszerű használni és értelmezni, jól kidolgozott méréstechnika, egyszerű mintavétel, viszonylag kis mennyiségű minta, viszonylag olcsó) hátrány: átfedések (geokémiai ujjlenyomat?) Gorgoni et al. (2002) Craig & Craig (1972) Pe - Pentelikon; Pr - Proconessus; Pa - Paros; N - Naxos; T - Thassos; C- Carrara; D - Dokimeion (Afyon); Aph - Aphrodisias; E-2 - Efessos

- kiegészítő módszer: katódlumineszcencia (CL): intenzitás-szín-eloszlás (szövet), hátrány: vizuálisan erősen szubjektív és átfedések vannak spanyol márványok (Lapuente et al., 2000)

A tárgyat ért környezeti hatások kimutatása (műtárgyak) patina: a márvány átalakult felszíne a légköri viszonyoknak, csapadékvíznek, eltemetettség esetén a talajvíznek, talajoldatnak, élő szervezeteknek való kitettség hatására történő morfológiai-szerkezeti-ásványtani-kémiai átalakulás (kémiai mállás) cél: ókori és modern kőzetfelületek elkülönítése, a mállás idejére utaló paraméterek alkalmazása, természetes és mesterséges patina elkülönítése a műtárgyak végső kialakítása során a szerszámok hatására a felszínen vékony rétegben töredezett kristályok alakulnak ki  kipergés, üregek, lazán kötött szemcsék  vízbeszivárgás, oldódás – újrakristályosodás  mikritréteg  talajoldatból agyag és Fe-oxid infiltrációja a márvány belseje felé  tipikus mállott felszín ásványos összetétele: kalcit, Fe-oxidok, agyagásványok, kvarc

A felszín kémiai összetételének módosulása Afyon bánya kőzete (LA-ICP-MS, Ulens, et al., 1995) Patina vagy mállott kőzetfelszín: elemdúsulás várható Ulens et al (1995): La, Ba, Mn, Pb, Al, Fe, Mg cc. nő, Sr cc. csökken (újrakristályosodás) Al, Si, Fe növekedése – agyagásványok Zn, Ti, Ni, V, Cr – légköri lerakódás ókori kőfejtő felszíneken Proconessosi márványból készült műtárgy, Mesimvria, Görögország (ESR, Polikreti & Maniatis, 2004)

Dolomitos márvány: - mállásnak jobban ellenáll, kevésbé bonyolult és vastag patina (agyag) - nem mutat elemkoncentráció-változást ókori kőfejtők kőzetfelszínén (pl. Fe, Sr, Mn, Mg) és a stabilizotóp-összetételi változás is minimális biogén eredetű Ca-oxalát (whewellit, CaC2O4.2H2O), légköri viszonyoknak kitett márványon (műemlékeknél) gyakori >50 év kitettség Thasos, >1500-2000 év kitettség Heller & Herz (1995)  patina: komplex jelenség  változatos forma, összetétel és eloszlás, emiatt nem mindig eldönthető az eredetisége nem könnyen reprodukálható a mállás folyamata, mivel környezet- és anyagfüggő, jelenlegi gyakorlat: szokatlan fázisok megjelenése a felületen hamisításra utal

„Budapest táncosnő” (Szépművészeti Múzeum, Antik Gyűjtemény) Demény et al. (1997)