Applications of a New Non-destructive Geochemical Method (PGAA) in Archaeometry  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62874
Type K
Principal investigator Kasztovszky, Zsolt
Title in Hungarian Egy új roncsolásmentes geokémiai módszer - a PGAA - archeometriai alkalmazásai
Title in English Applications of a New Non-destructive Geochemical Method (PGAA) in Archaeometry
Keywords in Hungarian PGAA, archeometria, kőzettan, geokémia, kőeszközök, kerámiák
Keywords in English PGAA, archaeometry, petrography, geochemistry, stone tools, pottery
Discipline
Mineralogy, Petrology (Council of Complex Environmental Sciences)50 %
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)30 %
Archeology (Council of Humanities and Social Sciences)20 %
Panel Earth sciences 1
Department or equivalent Institute of Isotopes, Hungarian Academy of Sciences
Participants Péterdi, Bálint
Szakmány, György
Szilágyi, Veronika
T. Biró, Katalin
Starting date 2006-03-01
Closing date 2011-02-28
Funding (in million HUF) 10.900
FTE (full time equivalent) 5.97
state closed project
Summary in Hungarian
EGY ÚJ RONCSOLÁSMENTES GEOKÉMIAI MÓDSZER – A PGAA – ARCHAEOMETRIAI ALKALMAZÁSAI
Összefoglaló
A modern analitikát alkalmazó archeometria mind itthon, mind külföldön csupán néhány évtizedes tudomány. Az (elemi) kémiai összetételből a régész következtethet a leletek eredetére, a nyersanyaglelőhelyre, stb. A rutin módszerek (XRF, NAA, ICP-MS) általában roncsolják a mintákat, ami meggátolja az értékes műtárgyak vizsgálatát. A Prompt Gamma Aktivációs Analízis (PGAA) roncsolásmentes. Alkalmas tetszőleges minta fő- és nyomelemeinek mennyiségi mérésére. 1997 óta kidolgoztuk különböző fém-, kő-, üveg-, kerámia anyagú régészeti leletek PGAA vizsgálati lehetőségeit. A jelen kutatásban kő- és kerámia leletek összehasonlító elemzését tervezzük. Az egyes kőzettípusok összetétele általában jól körülhatárolható, néhány jól mérhető nyomelem (B, Sm, Eu, Gd, Nd) pedig a nyersanyaglelőhelyekre jellemző.
Fő célunk jelentős kárpát-medencei régészeti leletcsoportok feltételezhető nyersanyaglelőhelyeinek azonosítása. A vizsgálandó anyag: (1) Vulkáni (andezit, bazalt, obszidián, stb) pattintott ill. csiszolt kőeszközök, (2) kerámiák a Magyar Nemzeti Múzeum Őskori Régészeti Gyűjteményéből. Geológiai referenciákat a Múzeum összehasonlító kőzetgyűjteményéből (Litotéka), továbbá terepi gyűjtésekről választunk. Célunk archeometriai adatbázis(ok) létrehozása, bővítése.
A fő vizsgálati módszer a PGAA, de kiegészítő vizsgálatokat ill. összeméréseket tervezünk pl. optikai mikroszkóppal, elektron-mikroszondával, XRF-fel, NAA-val is. Az eredmények visszahatnak a geokémiai alapkutatásokra, valamint PGAA-adatbázis pontosítására.
A pályázat szorosan kapcsolódik nemzetközi együttműködésekhez.
Summary
APPLICATIONS OF A NEW NON-DESTRUCTIVE GEOCHEMICAL METHOD (PGAA) IN ARCHAEOMETRY

Summary

Archaeometry, which applies modern analytics in archaeology, is a relatively young discipline. Knowledge of the chemical composition informs the archaeologists about the provenance, the raw material sources, etc. The routine methods (XRF, NAA, and ICP-MS) are more or less destructive which inhibits the investigation of valuable objects. On the contrary, Prompt Gamma Activation Analysis (PGAA) is non-destructive. It is applicable for quantitative measurement of major and trace components. Since 1997 we developed the routine for PGAA of metal-, stone-, glass- and pottery objects. In this project we plan to perform a comparative study of stone- and pottery archaeological objects. The basic rock types show characteristic composition, and some important trace elements (B, Sm, Eu, Gd, Nd) serve as fingerprints of the geological source.
The main goal is to identify raw material source of some remarkable archaeological treasure in the Carpatian region. The material to be investigated: (1) Volcanic origin (andesite, basalt, obsidian) chipped- and polished stone tools, (2) pottery from the Prehistoric Collection of the Hungarian National Museum. Geological reference samples will be chosen from the Comparative Raw Material Collection of the Museum (Lithoteca), and from field surveys. Our goal is to establish and develop archaeometrical databases.
The principal method is PGAA, but we plan complementary and comparative geochemical and mineralogical investigations (EPMA, XRF, NAA). The results can be utilized in basic geochemistry research and also in development of the PGAA database.
The project has strong relations with several international co-operations.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kőeszközök közül obszidián, radiolarit, flint, limnokvarcit pattintott-, valamint bazalt, dolerit, zöldpala-kontakt metabázit csiszolt eszközök és szerszámkövek nyersanyageredet-vizsgálatát végeztük elsősorban roncsolásmentes PGAA-val. Horvát és bosnyák ásatásokról származó obszidián régészeti leletekről megállapítottuk, hogy nyersanyaguk mediterrán (Lipari), ill. kárpáti (Tokaj-hg.) eredetű. A két nyersanyagellátási terület határát Bosznia középső részén valószínűsítjük. Elsőként szolgáltattunk analitikai alapadatokat radiolarit, és más kova kőeszközökről. Megmutattuk, hogy az ÉNy-horvátországi kovás nyersanyagok gyenge minőségűek, feltehetően csupán helyi eszközkészítésre használták. Vizsgáltuk a Magyar Nemzeti Múzeum Ebenhöch gyűjteményét és a gorzsai késő neolit lelőhely csiszolt kőeszköz leleteit. Alap adatbázist hoztunk létre a magyarországi csiszolt kőeszközök és néhány potenciális nyersanyag PGAA mérési eredményeiből. Pontosítottuk a felsőcsatári és a cseh-masszívumbeli zöldpala-metabázit kőzettípusok elkülöníthetőségét, jó eredményeket értünk el a bazalt-dolerit-alkáli dolerit elkülönítésében. A PGAA mérések alapján számos finomszemcsés kőeszköz kőzettípusát tisztáztuk. A Bükki kultúra kerámiáiról geokémiai adatokkal (XRF, kiegészítő PGAA) bizonyítottuk, hogy a jellegzetes finomkerámia típus nem a nyersanyag kémiai-ásványos összetétele, hanem fizikai-technológiai tulajdonságai miatt egyedi. Létrehoztunk egy régészeti kerámia adatbázist (CERAMIS).
Results in English
We performed provenance research of chipped stone tools (obsidian, radiolarite, flint, etc.), as well as of polished stone tools (basalt, greenschist, etc) and other stone utensils – with non-destructive PGAA. We established a differentiation between the Mediterranean (Lipari) and Carpathian (Tokaj) origin obsidian archaeological objects, found in Croatia and Bosnia. A border of the two supply areas supposed to exist in central Bosnia. The first basic analytical data of radiolarite and other silex stone tools were provided. It was shown that the poor quality North-western Croatian silex was used probably for local production. Polished stone tools from Ebenhöch Collection of the Hungarian National Museum and the stone assemblage of the late Neolithic Gorzsa site were also studied. A PGAA database of Hungarian origin polished stone objects and their raw materials was set. A more accurate distinction between greenschist-metabasite from Felsőcsatár and the Bohemian Massif was done. Based on PGAA results, typology of some fine-grained stone tools was cleared up. We also investigated Neolithic ceramics from Northern Hungary (Bükk culture). We prooved with geochemical experimental data (XRF and PGAA) that the typical finegrain ceramics are distinctive in their physical-technological properties, rather than in their raw material composition. Finally, a database of archaeological ceramics (CERAMIS) was created.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62874
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kasztovszky Zs., Biró K. T.:: Fingerprinting Carpathian obsidians by PGAA: first results on geological and archaeological specimens, Proceedings of 34th International Symposium on Archaeometry, http://www.dpz.es/ifc/libros/ebook2621.pdf, pp. 301-308., 2006
Biró, T. K., Markó, A., Kasztovszky, Zs.,: ’Red’ obsidian in the Hungarian Palaeolithic transition in Central and Eastern Europe, Praehistoria, 2005, 6, pp. 91-101, 2007
Gherdán, K., Szakmány, Gy., Tóth, M., T. Biró, K: Archaeometric studies on Early Bronze Age pottery from Vörs-Máriaasszony-sziget / Archeometriai vizsgálatok korabronzkori kerámián, Vörs-Máriaasszony-sziget, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2007, IV. 2 pp. 21-32., 2007
Kasztovszky, Zs: Application of Prompt Gamma Activation Analysis to investigate archaeological ceramics, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/), IV. 2 pp. 49-54., 2007
Szekszárdi Adrienn: Tokaji-hegységi limnokvarcit-limnoopalit nyersanyagok és pattintott kőeszközök archeometriai vizsgálati eredményei, Diplomamunka, ELTE Kőzettan-Geokémiai Tanszék, 2007
Astalos, C., Kasztovszky, Zs.,: Prompt gamma activation analysis on stone tools and geological raw materials from North-western Romania, 37th International Symposium on Archaeometry, 2008, May 12-16, Siena, Italy, 2008
Crandell, O. N., Kasztovszky, Zs: use of PGAA to aid in distinguishing between sources of jasper, 37th International Symposium on Archaeometry, 2008, May 12-16, Siena, Italy, 2008
Friedel Orsolya: Az Ebenhöch csiszolt kőeszköz gyűjtemény archeometriai vizsgálatának eredményei, Diplomamunka, ELTE Kőzettan-Geokémiai Tanszék, 2008
Friedel, O., Bradák, B.,Szakmány, Gy.,Szilágyi, V.,T. Biró, K.: Összefoglaló az Ebenhöch csiszolt kőeszköz gyűjtemény archeometriai vizsgálati eredményeiről, Archeometriai Műhely, 2008, V. 3., pp. 1-11., 2008
Gherdán K., Szilágyi V., Kasztovszky Zs.,: An example of archaeometrical usage of Prompt Gamma Activation Analysis: chemical characterization of Early Bronze Age pottery from two archaeological sites of Vörs, West, 7th International Conference on Nuclear and Radiochemistry, 2008, Aug 24-29, Budapest, 2008
Kasztovszky, Zs., Biró, K.T., Markó, A., Dobosi, V.: Prompt gamma activation analysis for non-destructive characterization of chipped stone tools and raw materials, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 278, No.2 (2008) 293–298, 2008
Kasztovszky, Zs., Biró, K. T., Markó, A., Dobosi V.: Cold neutron prompt gamma activation analysis – a non-destructive method for characterisation of high silica content chipped stone tools and raw materials, Archaeometry, 2008, 50, 1, 12-29., 2008
Nagy I., Weiszburg T., Szakmány Gy., Varga G., Kasztovszky Zs.: Mineralogical, Petrographic And Geochemical Study Of Neolithic Polished Axes From Micula (Nw Transylvania, Romania), Archeometria Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2008, V. 2 pp. 37-45., 2008
Péterdi B., Horváth T., Szakmány Gy., Kasztovszky Zs.: Balatonőszöd (Temetői dűlő) lelőhely késő rézkori kőeszközeinek kőzettani vizsgálata, A Miskolci Egyetem Közleménye A sorozat, Bányászat, 74. kötet, 2008, 249-250., 2008
Szakmány, Gy., Starnini, E., Horváth, F., Bradák, B.: Gorzsa késő neolit tell településről előkerült kőeszközök archeometriai vizsgálatának előzetes eredményei (Tisza kultúra, DK Magyarország), Archeometriai Műhely, 2008, V. 3., pp. 13-25., 2008
Szilágyi V., T. Biró K., Csengeri P., S. Koós J., Szakmány Gy., Tóth M., Taubald H.: Előzetes eredmények a bükki kultúra finomkerámiájának nyersanyag azonosítási és technológiai vizsgálatából, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/), 2008, V. 3 pp. 27-40, 2008
Szilágyi V., Szakmány Gy. Heinrich, T., Balla M., and Kasztovszky Zs..: Az eredetazonosítás lehetőségei módosított természetes üledékekben (régészeti kerámiákban) műszeres geokémiai módszerekkel (INAA, PGAA, XRF), Őszi Radiokémiai Napok, 2008, október 29-31, Hajdúszoboszló, Hungary, 2008
Astalos C. T., Kasztovszky Zs.: Prompt gamma activation analysis of some prehistoric stone tools from North-Western Romania, Proceedings Actes ISA 2006, 36th International Symposium on Archaeometry, Cahiers d’archéologie du CELAT no 25, Série archéometrie no 7., pp. 135-141., 2009
Biró K. T.: Geokémiai vizsgálati lehetőségek őskori kőeszközökön, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2009, VI. 1 pp. 5-10,, 2009
Biró K. T., Szilágyi V., Kasztovszky Zs.: Új adatok a Kárpát-medence régészeti radiolarit forrásainak ismeretéhez, Archeometriai Műhely, 2009, VI. 3., pp. 25-44., 2009
Biró K. T., Kasztovszky Zs.: Further studies on grey flint samples, Proceedings Actes ISA 2006, 36th International Symposium on Archaeometry, Cahiers d’archéologie du CELAT no 25, Série archéometrie no 7., pp. 143-149., 2009
Biró K. T.: Lithic Raw Materials in Hungary: a diachronic presentation on recent advances in Hungarian petroarchaeology, In: Gancarski ed., Surowce naturalne w Karpatach oraz ich wykorzystanie w pradziejach i wczesnym średniowieczu, 2009, pp. 23-40., 2009
Bradák, B., Szakmány, Gy., Józsa, S., Přichystal, A.,: Application of magnetic susceptibility on polished stone tools from Western Hungary and the Eastern part of Czech Republic (Central Europe), Journal of Archaeological Science, 2009, 36, 2437-2444., 2009
Gherdán K.: 7000 év kerámiái – Vörs, Máriaasszony-sziget őskori kerámialeleteinek archeometriai összehasonlító vizsgálata területi kitekintéssel, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2009, VI. 4 pp. 31-36, 2009
Gherdán Katalin: 7000 év kerámiái – Vörs, Máriaasszony-sziget őskori kerámialeleteinek archeometriai összehasonlító vizsgálata területi kitekintéssel (Pottery sequence of 7000 years: arch, ELTE, Budapest, 2009
Judik, K., Dobosi, G., Markó, A., T. Biró, K., Szakmány, Gy.,: Electron microprobe analysis a useful too for the provenance characterisation of polished stone artefacts – a case study from N. Hungary, Proceedings Actes ISA 2006, 36th International Symposium on Archaeometry, Cahiers d’archéologie du CELAT no 25, Série archéometrie no 7., pp. 173-178., 2009
Kasztovszky Zs., Szilágyi V.: Régészeti leletek nyersanyagainak azonosítása kémiai összetételük alapján prompt-gamma aktivációs analízis segítségével, Magyar Kémiai Folyóirat 115: pp. 84-90, 2009
Kasztovszky Zs., T. Biró K., Markó A., Dobosi V.,: Pattintott kőeszközök nyersanyagainak roncsolásmentes vizsgálata prompt-gamma aktivációs analízissel, Archeometria Műhely, VI. 1 pp. 31-38., 2009
Kasztovszky Zs., Težak-Greg T.: Kora-neolitikus radiolarit és obszidián kőeszközök vizsgálata prompt-gamma aktivációs analízissel, Őskoros Kutatók 6. Összejövetele Konferencia Kötet, Ed. Ilon Gábor, Szombathely, 2009, pp. 189-195., 2009
Kasztovszky Zs., Szilágyi V., T. Biró K., Težak-Gregl T., Burić M., Šošić R., Szakmány Gy.: Horvát és bosnyák régészeti lelőhelyekről származó obszidián eszközök eredetvizsgálata PGAA-val, Archeometriai Műhely, 2009, VI. 3., pp. 5-14., 2009
Kasztovszky, Zs., Biró, T.K., Gherdán, K., Botti, A., Sodo, A., Sajo-Bohus, L.,: Applicability of Prompt Gamma Activation Analysis to the archaeometry of pottery, Proceedings of the 9th European Meeting on Ancient Ceramics, Eds. Biró K.T., Szilágyi V & Kreiter A., Hungarian National Museum, Budapest, 2009, pp. 43-46., 2009
Péterdi B., Szakmány Gy., Judik K., Dobosi G.: Bazaltos andezit nyersanyagú szarmata szerszámkövek kőzettani és geokémiai vizsgálata (Üllő 5. lelőhely), Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2009, VI. 2 pp. 43-60, 2009
Péterdi, B., Horváth, T., Szakmány, Gy., Kasztovszky, Zs.: Petrographic invetigation of Late Copper Age stone tools from Balatonőszöd (Temetői dűlő), Western Hungary, Proceedings Actes ISA 2006, 36th International Symposium on Archaeometry, Cahiers d’archéologie du CELAT no 25, Série archéometrie no 7., pp. 161-171., 2009
Péterdi, B., Szakmány, Gy., Judik, K., Dobosi, G.,: Bazaltos andezit nyersanyagú szarmata szerszámkövek kőzettani és geokémiai vizsgálata (Üllő 5. lelőhely), Archeometriai Műhely, 2009, VI. 2, pp. 43-59., 2009
Szakmány, Gy.: Magyarországi csiszolt kőeszközök nyersanyagtípusai az eddigi archeometriai kutatások eredményei alapján, Archeometriai Műhely, elektronic journal, 2009, VI. 1, pp. 11-29., 2009
Szakmány, Gy., Starnini, E., Horváth, F., Szilágyi, V., Kasztovszky, Zs.: Investigating trade and exchange patterns during the Late Neolithic: first results of the archaeometric analyses of the raw materials for the polished and ground stone to, In: Ilon, G. (ed.): Őskoros Kutatók VI. Összejövetelének Konferenciakötete, Nyersanyagok és Kereskedelem, Kőszeg, MΏMOΣ VI. Szombathely, pp. 363-377., 2009
Taubald H., Biró K. T., Kasztovszky Zs., Balla M., Szakmány Gy.: Early Neolithic pottery and its environment in Hungary, Proceedings Actes ISA 2006, 36th International Symposium on Archaeometry, Cahiers d’archéologie du CELAT no 25, Série archéometrie no 7., pp. 237-241, 2009
Szilágyi Veronika: Inka kori kerámiák archeometriai vizsgálata (Paria,Bolívia): Nyersanyageredet és technológia, Eötvös Loránd Tudományegyetem, TTK, 2010
Gherdán K., Tóth M., Herbich K., Hajnalová M., Hložek M., Prokeš L., Mihály J., Horváth T.: Természettudományos megfigyelések a középső és késő rézkori kultúrák fazekasáruin Balatonőszöd–Temetői dűlő lelőhelyen, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2010, VII. 1 pp. 83-104, 2010
Szekszárdi A., Szakmány Gy., T. Biró K.: Tokaji-hegységi limnokvarcit-limnoopalit nyersanyagok és pattintott kőeszközök archeometriai vizsgálata I..: földtani viszonyok, petrográfia, Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/) 2010, VII. 1 pp. 1-18, 2010
Péterdi B., Szakmány Gy., Judik K., Dobosi G., Kasztovszky Zs., Szilágyi, V.: Petrographic and Geochemical Investigation of Sarmatian Grinding Stones from the Üllő 5 Site, North Hungary, Proceedings of the 37th International Symposium on Archaeometry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg pp. 285-292, 2011
Szilágyi, V., Taubald, H., Biró, K. T., S. Koós, J., Csengeri, P., Tóth, M., Szakmány, Gy.: Preliminary Arcaeometric Data on Fireware from the Middle Neolithic Bükk Culture, Proceedings of the 37th International Symposium on Archaeometry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg pp. 160-167, 2011
Zöldföldi J., Leno V., Székely B., Szilágyi V., Biró K. T., Hegedűs P.: CERAMIS: Interactive Internet-based Information System on Neolithic Pottery, Archeologia e Calcolatori 21, 2010, 301-314, 2010
Friedel O., Bradák B., Szakmány Gy., Szilágyi V., T. Biró K.: Archaeometrical processing of polished stone artefacts from the Ebenhöch-collection (Hungarian National Museum), Budapest, Hungary, Proceedings of the 37th International Symposium on Archaeometry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg pp. 211-219, 2011
Kasztovszky Zs., Kunicki-Goldfinger J.: Applicability of Prompt Gamma Activation Analysis to glass archaeometry, Proceedings of the 37th International Symposium on Archaeometry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg pp. 83-90, 2011
Péterdi B., Szakmány Gy., Judik K., Dobosi G., Kovács J., Kasztovszky Zs., Gméling K.: Bazalt anyagú kőbalták kőzettani és geokémiai vizsgálata (Balatonőszöd - Temetői dűlő lelőhely), Archeometriai Műhely, elektronic journal (http://www.ace.hu/am/), in press, 2011
Szakmány Gy., Kasztovszky Zs., Szilágyi V., Starnini E., Friedel O., Biró K. T.: Distinguishing prehistoric polished stone tools from Hungary with non-destructive chemical analysis, European Journal of Mineralogy, in press, 2011
Szakmány Gy., Starnini, E., Horváth F., Bradák B.: Investigating trade and exchange patterns in Prehistory: preliminary results of the archaeometric analyses of the stone artefacts from tell Gorzsa (South-East Hungary), Proceedings of the 37th International Symposium on Archaeometry, Springer-Verlag Berlin Heidelberg pp. 311-319, 2011
Szilágyi, V., Szakmány, Gy., T. Biró, K., Taubald, H., Tóth, M., Balázs, R., Leno, V., Zöldföldi, J., Csengeri, P.: Prospecting for archaeological pottery provenance: experiences on Middle Neolithic Bükk culture pottery from Hungary, European Journal of Mineralogy, in press, 2011
Szilágyi, V., T. Biró, K., Csengeri, P., Szakmány, Gy., Taubald, H., Mihály, J., Berthold, C., S. Koós, J., Zöldföldi, J.: Petro-mineralogical and geochemical characterization of Middle Neolithic Bükk Culture fine ware from Garadna, NE Hungary, Proceedings of the 8th European Meeting on Ancient Ceramics, 2009, London, in press, 2011




 

Events of the project

  
2010-08-05 13:56:34
Résztvevők változása



Back »