Archeometria – alkalmazott ásványtan

Az előadások a következő témára: "Archeometria – alkalmazott ásványtan"— Előadás másolata:

1 Archeometria – alkalmazott ásványtan

2 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.

3 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?

4 Az archeometria kapcsolódási területei

5 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

6 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)

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

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

9 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 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

10 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

11 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

12 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)

13 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

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

15 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

16 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)

17 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, > 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

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