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考古與黑曜石分析

2019-07-15

黑曜石和其他岩性物質的元素組成作為人類貿易和遷移證據

 

黑曜石 (Obsidian) 的溯源對於考古學家或與考古有關的科學家來說相當重要,黑曜石樣本的原始來源與考古學家最終發現黑曜石的位置,是人類如何在史前時期和早期歷史中移動和交易的線索之一。近似於玻璃的特性使黑曜石成為製造工具的首要材料、也是一種有價值的貿易商品,因此基於擁有均勻性和獨特地理特性的黑曜石研究可以提供人類群體相互貿易及歷經遷移的考古信息,其他尚有如玄武岩等不同岩石亦能提供考古資訊。

 

黑曜石是一種具有玻璃狀、高度均勻、在高溫下形成等特性的火成岩,黑曜石樣本中的元素分布和其相對比例可以比對出地質源頭,重要的元素包括銣(Rb),鍶(Sr),鋯(Zr),釔(Y)和鈮(Nb)。 其他次要元素有鐵(Fe),銅(Cu),鋅(Zn)等。黑曜岩因而成為考古學家研究人類貿易與遷移的重要指標。

 

 

專為黑曜石研究而設計的 Bruker TRACER 5

 

Bruker Tracer 系列手持式 XRF 分析儀是滿足考古學家黑曜石分析需求的完美工具。該分析儀具有以下獨特的優勢:

*全方位便攜性能,無倫是從遙遠的考古遺址到大學/博物館實驗室

*明顯減低樣品分析成本,即時性的測量免去將樣品運送至實驗室的時間與成本花費

100% 非破壞性分析,分析數次後樣品仍能保持原狀

*專門為半定量和定量分析設計的方法和軟件

 

根據黑曜石分析目標,Bruker 提供兩種數據處理方法,定性數據可明確地辨別黑曜石樣本中存在的元素,並可反過來用於提取半定量數據,半定量數據縱使無法提供該元素的絕對數量,但和其他元素的相對數量能夠讓考古學家對感興趣的元素做出比較,以便能夠繪製元素比例及瞭解黑曜石源特性,就算是未知來源的黑曜石也能夠透過半定量方法進行分析。

 

Bruker 很榮幸與密蘇里大學 (Missouri University Research Reactor, MURR) 考古實驗室合作,因為具有全球廣泛的黑曜石樣品參考,而能夠成為唯一一家提供黑曜石特定校準的手持式 XRF 製造商。

 

 

下面為摘取自 Journal of Archaeological Science 期刊中利用 Bruker III-V XRF 分析儀協助進行伊朗西北部 Kul Tepe的史前黑曜石文物的來源研究,測量時間 180秒,計數率 1200次/秒,測定 種元素 (Fe, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr,Nb)。

 

Points, Notched, blade and flake made from obsidian in Kul Tepe (Nadooshan et al, 2013)

 

 

下表為文獻中利用 Bruker III-V XRF 分析儀所測得之樣品濃度表

Concentrations of elements in parts per million for obsidian samples measured by XRF.

(Nadooshan et al, 2013)

 

將來自 Kul Tepe 的樣品成分數據製成表格,並與來自密蘇里大學 MURR 數據庫進行比較,總結了不同歷史時期的來源分配如下表,再以 Rb / Sr 與 Zr / Nb的散點圖按指定來源分組,而可以確定來自 Kul Tepe 遺址的 53 件文物來自 8個不同的來源。 主要來源是:Syunik41件),Meydan Dag4件),Nemrut Dag2件),Gegham(2件)。

 

(Nadooshan et al, 2013)

 

文獻得出的結論是,Kul Tepe 的地點與 Transcaucasia 和安納托利亞東部,以及 NW 伊朗 和 Urmia 盆地的黑曜石貿易和黑曜石交換有著廣泛的網絡。研究的庫爾特佩(Kul Tepe)黑曜石的主要來源在是 Syunik,但黑曜石源頭一直向西到達範湖(Lake Van)地區以及北至古坦薩(Gutansar),研究人員預測,從石器時代到鐵器時代,長途貿易和交換網絡早已存在其中。

 

 

reference

Nadooshan, F.K., Abedi, A., Glascock, M.D., Eskandari, N., Khazaee, M. (2013) Provenance of prehistoric obsidian artefacts from Kul Tepe, northwestern Iran using X-rayfluorescence (XRF) analysis. Journal of Archaeological Science, 40(4)1956-1965. 

 

 

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