X-stralen fluorescentie in archeologie (2009-2015)

Beyond the beam: handheld XRF voor archeologie, doctoraatsonderzoek Kaat De Langhe

De ontwikkeling van zeer lichte en hoogst performante handheld XRF (hXRF) instrumenten creëerde nieuwe mogelijkheden voor het archeometrisch onderzoek van archeologische sites en artefacten. Het hoofddoel van dit onderzoek is dan ook om de toepasbaarheid van een dergelijk instrument voor archeologische contexten en materialen te evalueren en een begrijpelijk protocol op te stellen voor de dataverwerking. Het eerste luik van deze studie bestaat uit de evaluatie van commercieel beschikbare handheld XRF analysers en de karakterisering van de Olympus Innov-X Delta hXRF analyser. Er werd een werkmethodologie en protocol voor dataverwerking ontwikkeld gebaseerd op gevestigde lab protocollen uit de Analytische Chemie. Dit instrument werd daarna ingezet op drie archeologische onderzoeksprojecten waarbij verschillende analytische technieken gecombineerd werden (micro-XRF, TXRF en Raman spectroscopie), maar de centrale rol was weggelegd voor hXRF.

Het archeometrisch onderzoek van twee Bronstijd geometrische steenzettingen in de Yustyd vallei (Altajgebergte, Rusland), die in 2011 opgegraven werden, vormt het eerste onderzoeksproject. De functie van de structuren is onbekend en hXRF analyse werd ingezet voor een geochemische survey waarbij er gekeken werd naar mogelijke verschillen/afwijkingen in de chemische samenstelling van de archeologische sporen en omliggende bodem. Deze verschillen kunnen aanwijzingen geven over het gebruik van de site. Naast de hXRF analyse werden er ook bodemstalen genomen om in het labo met Total Reflection XRF (TXRF) spectroscopie verder onderzocht te worden. De resultaten zijn niet sluitend, mogelijk door de uitzonderlijk strenge klimatologische omstandigheden of omdat de activiteiten die hier 4 millennia geleden plaatsvonden, of het nu dagdagelijkse, rituele of funeraire activiteiten betrof, een te beperkte impact op de ondergrond hebben gehad.

Het archeometrisch onderzoek naar de herkomst en verspreiding van post-middeleeuwse Vlaamse kacheltegels vormt het meest uitgebreide deel van deze studie. Hoewel deze kacheltegels regelmatig opduiken in opgravingen in Vlaanderen, is hun herkomst niet gekend: er zijn namelijk nog geen productieplaatsen van dit soort aardewerk aangetroffen. Een combinatie van hXRF en µ-XRF werd gebruikt om de chemische samenstelling van de tegels te bepalen, hierin eventueel groepen te herkennen en via analyses van lokaal geproduceerd aardewerk en kleistalen de herkomst van die groepen te bepalen. Voor kacheltegels in wit aardewerk gaven beide technieken gelijkaardige resultaten waaruit blijkt dat duidelijk verschillend van de gelijktijdige Antwerpse majolica; de tegels werden dus geïmporteerd, of klei werd als grondstof geïmporteerd om hier lokaal af te werken. Voor het rode aardewerk waren de resultaten moeilijker te interpreteren, en liepen voor de hXRF en µ-XRF uit elkaar.

Het derde en laatste project behelst de oorsprongsbepaling van roodbeschilderd aardewerk, aangetroffen op verschillende IJzertijdsites in België en Noord-Frankrijk. Meer bepaald werd onderzocht of dit aardewerk geproduceerd werd in de hoogtenederzetting op de Kemmelberg en van daaruit verspreid naar andere nederzettingen. Via hXRF werd de elementaire samenstelling van het aardewerk gedetermineerd, en met Raman spectroscopie werd het pigment onderzocht dat gebruikt werd om de rode slib-beschilderingen aan te brengen. Uit de resultaten blijkt een duidelijke connectie tussen Kemmel en sites zoals Kooigembos, Houplin-Ancoisne (FR) en Elversele, wat de hypothese ondersteunt van een productie in Kemmel. In Hove werd enkel lokaal aardewerk aangetroffen; deze site lijkt niet onder invloed van Kemmel of in connectie met Kemmel te hebben gestaan.

Contact

dr. Kaat De Langhe

Prof. dr. Peter Vandenabeele