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Lehrstuhl für Geodynamik und Geomaterial- forschung
Arbeitskreis Archäometrie und Denkmalpflege der DMG
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Provenance of garnet from Merowingian jewellery of the Alamannen realm Tin plating on ceramic vessels in Macedonia around 500 B.C. The composition and provenance of Early Neolithic amphibolite axes in Middle Europe Obsidian Artefacts from the Prehistoric Caria, West Anatolia
Pre-Islamic beads from graves of the Samad-Period in the Sultanate of Oman and beads from ancient kingdoms of Sri Lanka of the same age For the past twenty years, excavations in the Sultanate of Oman have been undertaken regularly by archaeologists under the aegis of the German Mining Museum in Bochum. The initial intent of this research project was to gain in-sight into the more than 5000 years old copper mining and smelting in this region (A. Hauptmann). In addition, ancient settlements and cemeteries were uncovered which helped to elucidate Oman's Pre-Islamic cultures. In 1980, a previously unknown non-writing, iron age culture was discovered at the oases of al Maysar and Samad al Shan and therefore was named the Samad Culture (300 BC - 900 AD)(P. Yule). This culture became the emphasis of the excavations from 1987 to 1991. Beside iron weapons, bronze vessels, and a hitherto unknown kind of handmade ceramic pottery, about 8000 beads fashioned from diverse materials were recovered from graves of the Samad Culture. Part of the beads derive from find contexts as early as 3000 BC. A series of beads representative of the different Pre-Islamic Periods in the Sultanate was selected for material analysis. Typical materials and problematic identifications also were included. The data serve as a basis for a correct classification of the beads and provide information about raw material and technology used for bead production. Of primary interest is the provenance of the beads. From the excavations, no evidence for local bead or glass production during the Samad Culture has yet been found. Material analysis may help to decide if raw materials were locally available or not, if beads were imported or not, and if imported, where from. Did the cultures of central Oman have an art industry of their own, or did they merely purchase objects and materials? When correlated with time, material analysis can point out classes of materials that may have been preferred in the different cultural periods. Comparisons with beads from Sri Lanka proved useful in certain cases. These beads derive from excavations in Tissamaharama which are carried out since 1992 by the Commission of General and Comparative Archaeology, Bonn, and the Archaeological Department of Sri Lanka (Weisshaar, Wijeyapala). Subject of the excavations are relics of the settlement Mahagama which was capital of the kingdom of Ruhuna from the 3nd century BC on. Ruhuna was the southeasternmost of the ancient Singhalesian kingdoms. At the southern end of a 600 x 200 metres large hill, a part of the excavated settlement which is called Akurugoda, furnaces from ancient copper and bronze processing came to light together with slags, moulds, lots of pottery fragments and more than 3600 beads made from different materials. Analytical investigations were started on a representative selection of these beads.
The investigations were carried out in the course of a Diploma thesis (C. Rösch) and a subsequent two years project with financial support of the Deutsche Forschungsgemeinschaft. Results in:
Provenance of garnet from Merowingian jewellery of the Alamannen realm
The chemical composition of garnet fillings of 48 pieces of Cloisonné jewellery of the 5th to 7th century from alamannian graves was determined by means of electron microprobe analysis. The garnets form two groups of almandine-pyrope-dominated and of uvarovite-knorringite-dominated compositions, respectively. The first group is pretty similar to garnet from the Indian-Sri Lanka area (this provenance is substantiated by archaeological sources), whereas the second group without any doubt resembles the typical “Bohemian Pyrope”. When correlated with time, the Indian garnet was used until the end of the 6th century. Then, the Bohemian garnet was the only one to be used furtheron for jewellery production. This rapid and sharp change is interpreted as the consequence of a war which took place at the entrance of the Red Sea in 590 AD when the sea trade from India was interrupted.
Die Granateinlagen von 48 Cloisonnéarbeiten des 5. bis 7. Jahrhunderts aus alamannischen Gräbern wurden mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde zerstörungsfrei analysiert. Von der chemischen Zusammensetzung der verwendeten Granate ausgehend kann man zwei Gruppen unterscheiden, eine Gruppe mit Almandin-Pyrop-reichem Granat und eine zweite mit Pyrop-Uwarovit-Knorringit-reichem Granat. Die erste Gruppe stimmt chemisch sehr gut mit dem Streubereich von Rohgranat aus Indien und Sri Lanka überein. Das untermauert die Vorstellungen der Archäologie, dass Granat für die Cloisonnéarbeiten aus Indien stammt. Die zweite Gruppe ist chemisch un auch vom optischen Erscheinungsbild völlig identisch mit dem bekannten „böhmischen Pyrop“, der seit Jahrhunderten zur Schmuckherstellung gewonnen wird und in seiner exotischen Zusammensetzung als Schmuckstein unverwechselbar ist. Interessanterweise ergibt sich für die Verwendung der Granate beider Gruppen eine strenge zeitliche Korrelation: Indischer Granat der Gruppe 1 wurde bis ins ausgehende 6. Jh. ausschließlich verwendet, ab dem 7. Jh. kam ausschliesslich böhmische Pyrop zum Einsatz. Dieser abrupte Wechsel läßt sich durch einen Krieg am Eingang des Roten Meeres zwischen Jemen und Äthiopien um 590 n. Chr. erklären. Der Seehandelsweg von Indien wurde dadurch unterbrochen und die Schmuckhersteller mußten zwangsläufig auf „heimische“, qualitativ weniger gute Granatquellen zurückgreifen. Ungekärt ist bislang, warum dieser Einschnitt nur im süddeutschen Bereich so auffällig ist, im Norden konnte er bislang so nicht nachgewiesen werden. Results in:
Roman Cameo Glass from the Martin-von-Wagner Museum in Würzburg and the Allard Pierson Museum in Amsterdam
Ten roman cameo glass fragments have been in-situ chemically analyzed using an electron microprobe. The basic glass composition exhibits the typical roman glass recipe, blue colours were produced by addition ov Co and Cu, purple ones by Mn3+. The opaque white relief glass gets colour and opacity by numerous tiny crystallites of Ca-antimonate homogeneously dispered in the glas matrix. Pb was additionally added for lowering the melting point.
Zehn Fragmente von römischem Kameoglas, neun davon aus dem Martin von Wagner Museum Würzburg und eines aus dem Allard Pierson Museum Amsterdam, wurden mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde hinsichtlich der Zusammensetzung des Glases analysiert. Ausgangspunkt war die fragliche römerzeitliche oder frühneuzeitliche Einordnung eines der Fragmente. Die untersuchten Kameogläser bestehen alle aus einem blauen oder aus einem dunkelvioletten, fast schwarzen Grundglas, auf dem ein aus weissem, opakem Glas bestehendes Relief aufgebracht ist. Sowohl das Grundglas als auch das Reliefglas aller Fragmente zeigen die ausgesprochen typisch römische Glaszusammensetzung, das Reliefglas nach Abzug farbgebender bzw. schmelzpunkterniedrigender Komponenten (Sb2O3 und PbO). Das Grundglas wurde durch Zuschlag von Co und Cu blau oder durch Mn violett gefärbt. Das opake weiß des Reliefs entsteht durch Zugabe von Sb, das in der Glasschmelze mit Ca zu zahllosen winzigen Kriställchen aus Ca-Antimonat kristallisiert. PbO wurde dem weißen Reliefglas in unterschiedlichen Mengen zugeschlagen, in Abhängigkeit von einer notwendigen Schmelzpunkterniedrigung zum Aufbringen des Reliefs auf das Grundglas. Results in:
For a long time, the investigation of the Late Medieval glass production north of the Alps was restricted to the description, classification and dating of glass artefacts recovered from various excavations in cities or monasteries. Only in part these artefacts were chemically analyzed. During the last few years, however, archaeologists aimed more and more to the excavation of the locations of glass production, the glassworks themselves. Inbetween, several glassworks have been recovered in Germany. The aim of this project was to analyze all the archaeological material connected with ancient glass production. This includes the relics of production (which kind of glass was produced?), the melt crucibles (which kind of clay was used? What was the thermal stability of the clay?), the material of the furnace building and furnace floor (local material? Thermal stability? Temperature reached?). Therefore, glassworks of Schönbuch near Tübingen and the Nassachtal near Göppingen have been investigated. One important result was the identification of glassfritte as a precursor product of the final glass melt. Furtheron, glass fragments recovered from excavations in the city of Braunschweig were analyzed.
Glassfritte, thinsection under the microscope/Glasfritte, Dünnschliff unter dem Mikroskop
Die Untersuchung der spätmittelalterlichen Glasproduktion nördlich der Alpen beschränkte sich bis vor wenigen Jahren auf die Beschreibung, Klassifizierung und zeitliche einordnung von Glasfunden aus verschiedenen Grabungen. Teilweise wurden diese Glasfunde auch chemisch analysiert. Erst in letzter Zeit wurde seitens der Archäologie ein kleiner Schwerpunkt auf die Ausgrabung der eigentlichen Produktionsstätten, der Glashütten gelegt. Inzwischen wurden und werden an mehreren Lokationen in Deutschland Glashütten ausgegraben. Ziel des vorliegenden Projektes war es, die Funde rund um die Glasproduktion materialkundlich zu untersuchen. Das beinhaltet die Produktionsreste (welche Glasarten wurden produziert), die Glastiegel (welcher Ton wurde verwendet? Wie hoch ist die Temperaturbeständigkeit der Tiegel?), die Ofenbausteine und Ofenböden (lokale Materialien? Temperaturbeständigkeit? Welche Temperaturen wurden erreicht?). Untersucht wurden die Glashütte im Schönbuch bei Tübingen (Diplomarbeit Brinker, vorm. Watzke) und die Glashütten im Nassachtal bei Göppingen. Ein wesentliches Ergebnis ist der Nachweis von Glasfritte als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Glasschmelze zu dieser Zeit. Weiterhin wurden Glasfragmente aus eine Stadtgrabung in Braunschweig (Promotion Bruckschen) und einer Stadtgrabung in Lübeck analysiert Results in:
Tin plating on ceramic vessels in Macedonia around 500 B.C. In graves of the 4th and 3th century BC near the city of Pydna in Macedonia, numerous ceramic vessels were found which in part were covered by strongly corroded relics of a metallic plating. In opposite to former assumptions of a silver cover, the metal in all cases turned out to be tin after electron microprobe measurements. Electron microscope pictures show furtheron that the tin occurs as foils which were sticked to the vessels. The tin plating was exclusively found on vessels from graves and not from those of the daily use. These vessels with tin plating were obviously used as luxurous burial objects of the high society of those times.
Im Bereich der antiken Stadt Pydna an der Westküste des Thermaischen Golfes wurden in Gräbern des 4. bis 3. Jhs. v. Chr. zahlreiche Reste von Keramikgefäßen gefunden, auf deren Oberfläche stark korrodierte Reste eines ehemaligen Metallüberzuges festgestellt wurde. Im Gegensatz zur Annahme einer Versilberung stellte sich nach Mikrosonden-Analytik von 56 Proben heraus, dass nicht Silber, sondern Zinn für die Verzierung der Gefäße verwendet wurde. Untersuchungen unter dem Elektronenmikroskop und eigene Versuche ergaben zudem, dass es sich um eine Folienverzinnung handelt. Vergleichende Untersuchungen mit Keramikresten aus dem Siedlungsbereich zeigten, dass das Gebrauchsgeschirr nicht verzinnt wurde. Die wohl teuren, silbrig glänzenden, verzinnten Gefäße dienten ausschließlich als statusanzeigende Grabbeilagen der luxusorientierten makedonischen Gesellschaft. Results in:
The composition and provenance of Early Neolithic amphibolite axes in Middle Europe During the whole Neolithic, amphibolites were a preferred material for the production of stone axes. Amphibolites from various occurrences may clearly differ in mineralogical and chemical composition and therefore are very suitable to answer the following questions, if respective analysis is applied: Were the axes from one excavation produced by using amphibolite of one or more occurrences (?), are amphibolites from various excavations similar or different (?), where are the natural outcrops of the amphibolites used for stone axes (?). To get samples for analysis without destroying the axes too much, a method of core drilling was developed. The drill cores are used for preparation of thin sections, the remains and the carefully separated filtrate of the drilling fluid are taken for chemical analysis: XRF, LA-ICP-MS, Isotope analysis. Samples from Early- to End-Neolithic excavations of the areas Bonn, Wetterau, Stuttgart, Aschaffenburg, Würzburg/Kitzingen, Bamberg, Kassel and Braunschweig were investigated. The most important result is, that in all excavations a very special type of amphibolite was found to be the predominant material for the production of stone axes. This amphibolite is fine-grained with a felty structure and from mineral composition is an actinolite-hornblende-schist, very rich in ore minerals. Geochemically, it derives from an enriched intra-plate basalt. An isotope age information points to an Upper Proterozoic time of formation. Natural outcrops of this amphibolite type are known from the Fichtelgebirge in NE-Bavaria and from the Iser Mountains of the Czech Republic (Jistebsko). Whereas the amphibolite in the Fichtelgebirge is a very small occurrence only known from gravel in the fields, the amphibolite of the Iser Mountains is of large volume and with lots of traces of neolithic mining activities. We therefore are pretty sure that amphibolite from the Iser Mountains was used for the production of stone axes in wide areas of Middle Europe during the whole Neolithic. (The project was financially supported by the Frauenförderung der Universität Würzburg and Deutsche Forschungsgemeinschaft) Results in:
Material analysis methods of ancient jewellery applied to the treasure of Palaiokastron This master thesis in Archaeology includes investigations concerning the production techniques of the gold jewellery and material analysis of the gold and the precious gems used for ornamentation. Analytical methods were electron microprobe analysis and Raman spectroscopy. Especially for the latter, numerous spectra for comparison were taken from various gemstones.
In der interdisziplinären Magisterarbeit vom Lehrstuhl für Klassische Archäologie, dem Institut für Mineralogie und dem Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Universität Würzburg geht es um Möglichkeiten, antike Schmuckstücke goldschmiedetechnisch zu beurteilen und die verwendeten Edelsteine anhand der Raman-Spektroskopie und der Elektronenstrahl-Mikroanalytik zu untersuchen. Dabei wird ein Schwerpunkt auf den methodischen Vergleich der beiden Analyseverfahren gelegt unter dem Aspekt: Für welche Fragestellung eignet sich welche der beiden Methoden besser. Die Magisterarbeit befasst sich zunächst ausführlich mit der Frage, welche Edelsteine in der Antike überwiegend verwendet wurden, die einzelnen Edelsteingruppen werden dabei eingehend beschrieben. Anschließend werden die methodischen Grundlagen der angewendeten Analyseverfahren erläutert. Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit einem Fundkomplex hellenistischen Schmucks aus dem dritten bis ersten Jahrhundert v. Chr., der 1909 nahe Palaiokastron, etwa 8 km südlich der heutugen Stadt Karditsa in Thessalien, entdeckt wurde. Ein Teil des Schatzes befindet sich heute im Hamburger Museum für Kunst und Gewerbe und wurde für die Untersuchungen zur Verfügung gestellt. Es handelt sich um verschiedene Goldappliken mit und ohne gefasste Edelsteine sowie um drei aufwendig gearbeitete Ohranhänger und ein Kettenfragment mit mehreren kunstvoll gestalteten Schmuckperlen. Die Schmuckstücke werden unter goldschmiedetechnischen Aspekten bezüglich ihrer Herstellung beurteilt. Anhand der Analytik werden die verwendeten Schmucksteine identifiziert. Für die Ramann-Spektroskopie war dabei die Erstellung einer umfangreichen Datenbank mit Referenzspektren nötig, die sich im anhang der Arbeit befindet. Ebenfalls dort findet man auch Stichwortverzeichnisse zu den wichtigsten mineralogischen und gemmologischen Grundbegriffen und zu Fachbegriffen aus dem Goldschmiedehandwerk, Tabellen zu Verwechslungsmöglichkeiten der Edelsteine und Ergebnistabellen der eingesetzten Analytik. Die Arbeit schließt ab mit Fototafeln zum Schatz von Palaiokastron. Die Arbeit wurde durchgeführt von Frau Eva Gartzke, die vor ihrem Archäologiestudium eine Ausbildung zur Goldschmiede-Meisterin absolvierte. Ergebnisse in:
Obsidian Artefacts from the Prehistoric Caria, West Anatolia In the framework of research on prehistoric finds from Loryma, a comparative study of obsidian artefacts from two regions of Caria was carried out, based on archaeological and rock-chemical investigations. Samples are from the areas of archaeolgical survey at Loryma close to the present Marmaris and from the Latmos region northeast of the present Lake Bafa, including the most recent excavation of the Malkayasi Cave. as a result, all artefact samples excluding one are from the Aegean island of Melos. The exceptional sample is from West GöllüDag, a location in Central Anatolia. For the first time, also normalized trace element and rare earth element pattern were used for provenance analysis of obsidian. Results in:
Roman mosaic and millefiori glass fragments from the Martin-von-Wagner Museum in Würzburg, archaeological investigation and material analysis The Martin-von-Wagner Museum in Würzburg own more than 200 fragments of roman mosaic and millefiori glass which derive from 2 different art collections. The original provenance of the pieces is not known. In the presented master thesis, around half of the fragments were investigated archaeologically/stilistically and could be assigned to three different subgroups. From 12 representatively selected samples of all subgroups, all different colours were analyzed by electron microprobe analysis to get information about differences or similarities between the groups. Raman spectroscopy was used to specify colouring and opacifying pigments.
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