Перспективы исследования археологических предметов с помощью РФА-спектрометрии (на примере m4 Tornado Bruker, Германия)

Тип работы:
Реферат
Предмет:
История. Исторические науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

фотография. изображение. документ. вып. 4 (4)
и. А. САПРЫКИНА, Л. А. ПЕЛЬГУНОВА
ПЕРСПЕКТИВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ С ПОМОЩЬЮ РФА-СПЕКТРОМЕТРИИ (НА ПРИМЕРЕ M4 TORNADO, BRUKER, ГЕРМАНИЯ)
В настоящее время одним из направлений в исследовании археологических объектов методами естественных наук является изучение их физико-химических свойств. Это позволяет накапливать научную информацию совершенно иного свойства, чем та, которую получают в процессе археологических раскопок. Значительную роль в подобных работах играет изучение элементного состава объекта, одним из методов исследования которого является РФА-спектрометрия, хорошо зарекомендовавшая себя в археометрии.
Начало истории изучения химического состава археологических объектов относится ко второй половине XVIII в., когда в 1795 г. родоначальник аналитической химии Мартин Клапрот проанализировал состав металла греческих и римских монет и некоторого количества металлических античных изделий [20, р. 6]. Майкл Фарадей, как показывают его публикации в специализированном археологическом журнале за 18 351 847 гг., также интересовался изучением химического состава различных археологических артефактов. Историографы с особым удовольствием отмечают эти факты в качестве примеров того, «…как великие ученые включали исследование археологических предметов в качестве составной части процесса совершения открытий» [20, р. 7]. Уже в XIX в. публикации о значимых археологических работах, таких как «Открытия в руинах Ниневии и Вавилона» Генри Лайарда (1853) или «Микены» Генриха Шлимана (1878), сопровождались научными отчетами специалистов-металлургов.
В России интерес к исследованию древних производств, в частности, древней металлообработки, возник еще в начале XVIII в.: в ходе обследования Сибири экспедиция Г. Ф. Миллера занималась, в том числе, поиском и описанием древних рудников
Илл. 1. Подвеска-барашек. Расположение на предметном столике в спектрометре
и сбором коллекций металлических артефактов. В 1853 г. вышел труд одного из выдающихся русских археологов, И. Е. Забелина, «О металлическом производстве в России до конца XVII века», где систематизировались известные к тому времени факты, характеризующие историю развития металлообрабатывающего дела. В 1860 г. Г. В. Струве опубликовал в Бюллетене Петербургской Академии наук статью, посвященную результатам анализа химического состава металлических изделий из Хакасско-Минусинской котловины [22].
В 1870-х гг. при Императорском Русском археологическом обществе была создана временная комиссия по химическим исследованиям бронзовых и других металлических предметов, обнаруживаемых в курганах. Основным результатом работы этой комиссии стала публикация двухтомника «Труды комиссии по производству химико-технических анализов древних бронз» [10].
Как правило, новейшие методы аналитической химии находили свое применение в археологической практике практически сразу после их открытия и апробации. Так, в 1920—1930-х гг. гаимк осуществляла исследования химического состава древних бронз Кавказа, Северного Урала, Алтая и других регионов страны с помощью нового метода оптико-эмиссионной спектроскопии. Публикации по результатам этих работ, проводившихся группой по изучению древних бронз и Комиссией по металлам, были посвящены методическим и практическим вопросам химико-аналитических исследований древних предметов из цветного металла [1, 2]. В задачи этих коллективов входили также поиск древних месторождений и определение источников поступления металлов на основе результатов спектроаналитических исследований [7, с. 8−22].
В 1950—1960-х гг. после значительного перерыва в ссср продолжились широкие исследовательские работы, базировавшиеся на применении методов спектрального и «мокрого» химического анализов (работы И. Р. Селимханова, Ф. Н. Тавадзе, Т. Н. Сакварелидзе, Е. Н. Черных, Т. Б. Барцевой, Ю. С. Гришина, Л. И. Каштанова, Н. В. Рындиной и др.) [4, с. 113−114- 6, с. 22−25].
В это же время в зарубежной археологии изучение химического состава металла античных изделий, прерывавшееся лишь во время Второй мировой войны, проводилось не только в больших масштабах, но и с помощью принципиально иных методов исследования, в частности, рентгенофлуоресцент-ного анализа (РФА-спектрометрии). Наиболее активно он использовался в нумизматических исследованиях [18], для изучения крупных музейных объектов. Сущность данного метода заключается в следующем: образец облучается мягким гамма-излучением, специальная регистрирующая аппаратура с энергодисперсионным анализатором регистрирует вторичное характеристическое излучение каждого присутствующего в образце элемента. Применение данного метода позволяет проводить быстрый одновременный анализ как главных (матричных), так и следовых элементов. Абсолютная чувствительность данного метода очень высока — в среднем, 10−10%.
Илл. 2. Макросъемка участков набора спектров на «теле» подвески, шариках зерни и местах припоя
Таблица 1. Химический состав подвески-барашка V—IV вв. до н.э., Джантух (Абхазия)
Неоспоримое преимущество рфа перед другими аналитическими методами в сфере археометрических исследований — возможность проведения анализа неразрушающим способом, что обеспечивает сохранность археологического объекта или музейного экспоната [20, р. 8−9, 11].
Сейчас изучение химического состава материала археологического объекта, выполняемое, в том числе, с помощью РФА-спектрометрии, является одним из этапов камеральной научной обработки. Прежде всего, это касается изделий из цветных и драгоценных металлов. В настоящее время существующие базы данных по химическому составу металла археологических артефактов имеют широкий хронологический охват — от эпохи палеометалла до позднего Средневековья. Например, созданы база данных по металлу римских монет [12], база данных «Цветные металлы и их сплавы на территории Восточной Европы в эпоху Средневековья» [4] и др. При этом область применения рфа в археометрических исследованиях существенно расширяется, разрабатываются методики исследования элементного состава археологических артефактов, выполненных из других материалов [13, 14, 15, 16].
В отечественной археологии метод РФА-спектрометрии для анализа химического состава цветного металла археологических объектов стал применяться с 1990-х гг. Наиболее активно эти исследования проводились на базе мгу им. М. В. Ломоносова- полученная в результате база данных в настоящее время насчитывает более 6000 проб химического состава металла археологических артефактов от эпохи бронзы до позднего Средневековья (исследованные находки происходят, в основном, из европейской части России). Основная часть проб была
получена в результате работ Р. А. Митояна, Н. В. Ениосовой, Т. Г. Сарачевой- измерения проводились с помощью рфа-спектрометров методом измерения в точке.
Однако измерения в точке, как показывает практика, не всегда адекватно отражают реальный химический состав анализируемого изделия, так как площадка измерения может попасть на обедненный или обогащенный определенным элементом участок металла или сплава (например: [9, 17, 19]). Это обусловлено многими факторами и прежде всего физико-химическими свойствами металлов и сплавов, в том числе наличием специального покрытия на поверхности или процессов внутренней коррозии и др. Хотя высокая степень точности анализа в археологических исследованиях не всегда строго необходима, вопрос точности и достоверности состава металла археологического объекта важен при проведении реставрационных работ и технологических реконструкций, где выбор методики дальнейших исследований напрямую зависит от получаемого на первом этапе изучения объекта результата.
Эта достаточно актуальная проблема в разных исследованиях решается по-разному: корректировкой данных по химическому составу с помощью металлографии, проведения дополнительных анализов с применением других методик, выполнением для одного объекта массированных точечных РФА-анализов «по сетке» и т. д. В этой статье мы бы хотели обсудить результаты измерений, проведенных на РФА-спектрометре M4 Tornado (Bruker, Германия), возможности которого, на наш взгляд, крайне перспективны в решении как данной проблемы, так и широкого круга других вопросов первичного археометри-ческого исследования.
фотография. изображение. документ. Вып. 4 (4)
Таблица 2. Химический состав металла зеркала (№ 77), Хакасия
А1 S К Са Сг Мп Fe Си Zn As Pb
1 0.4 0. 49 1. 49 0. 01 0. 03 0. 73 93. 43 2. 29 0. 31 0. 82
2 1. 46 0. 35 0. 99 0. 05 0. 02 0. 69 85. 83 7.3 0. 39 2. 92
3 0. 34 0. 13 1. 35 0. 01 0. 02 0. 73 87. 29 8.2 0. 18 1. 76
4 1. 71 0. 39 1. 08 0. 02 0. 67 85. 19 10. 02 0. 16 0. 77
5 0. 01 0. 31 0. 92 0. 06 0.8 79. 45 14. 59 0. 51 3. 14
6 0. 16 0. 34 0. 86 0. 02 0. 72 78. 48 17. 89 0. 35 1. 18
7 0. 08 0. 21 0. 87 0. 04 0. 02 0. 65 71. 73 22. 54 0. 66 3. 2
8 1.3 0. 19 0.4 0. 75 0. 03 0. 00 0. 54 69. 13 23.1 0. 64 3. 91
9 0. 73 0. 21 0. 76 0. 04 0. 01 0. 54 69. 68 23. 53 0. 68 3. 82
Прибор М 4 предназначен для исследования материалов, а именно: определения качественного и полуколичественного (т.е. процентного) элементного состава и анализа систем покрытия. Прибор снабжен рентгеновской трубкой с боковым окном (максимальное возбуждение 50 кВ, 30 Вт), оптика представлена уникальной поликапиллярной линзой с размером облучаемого пятна в 25 мкм (лучший показатель для приборов аналогичного направления). Автоматический трехкоорди-натный столик позволяет проводить исследования образцов с максимальным размером 270×240×120 мм, а система видеокамер — с десяти- и стократным увеличением мелких объектов. Имеется возможность проведения анализов в условиях вакуума, что позволяет значительно увеличить точность определения концентраций, увеличить диапазон определения за счет «легких» элементов. Конструктивные особенности и оригинальные инженерные решения дают возможность уменьшить поглощение и рассеяние излучения в образце и его матрице, что значительно уменьшает фоновый шум, повышает чувствительность и существенно снижает влияние матричных эффектов. Основное преимущество прибора — это отсутствие эффекта памяти, позволяющее определять непроводящие элементы. Расшифровка спектров может проводиться как в автоматическом, так и ручном режиме.
Программное обеспечение полностью управляет прибором, включая процесс измерения и количественной оценки. Оно позволяет:
— устанавливать параметры измерения (напряжение, ток трубки, фильтры, время измерения и т. п.) —
— управлять положением столика-
— управлять системой видеокамер и оптическими микроскопами-
— управлять процессом измерения и накопления спектра-
— выбрать метод количественного анализа.
Исследования с помощью М 4 дают возможность реали-зовывать различные режимы измерения:
1. Point — классическое накопление спектра в отдельной точке.
2. MultiPoint — анализ в нескольких точках на поверхности образца. Данный режим позволяет анализировать прямоугольные и/или округлые участки образца, всю поверхность, по автоматически заданной «сетке», что очень удобно для набора статистики по элементному составу. Также возможен «ручной» выбор точек съемки спектров при визуальном обнаружении неоднородностей образцов.
3. Line — используется для исследования распределения заданных элементов вдоль выбранной линии.
4. Area — исследование распределения элементов по площади (картирование).
Илл. 3. Общий спектр, полученный с одного из участков съемки спектров на шарике зерни и припое подвески
Илл. 4. Зеркало (№ 77) из Хакасии с макросъемкой участка съемки спектров в центральной части
Внутри этой опции можно проводить исследование спектров в выбранных точках, сканирование вдоль выбранной линии, фазовый анализ (обобщение областей сходного состава).
При работе с образцами, имеющими сложный рельеф поверхности, возможно использование опции автофокуса в каждой точке снятия спектра.
С помощью РФА-спектрометра M 4 Tornado были исследованы химический состав и распределение элементов по поверхности 2 образцов из золота — золотой подвески-барашка и монеты (Джантух, Абхазия, раскопки А. Ю. Скакова), 5 образцов из сплавов на основе меди — розетковидной бляшки, зеркала, ножа, штандарта с круторогим бараном и клинка (из раскопок Л. Р. Кызласова в Узун-Харыхе, Хакасия и сборов в Хакасско-Минусинской котловине 1), 3 образцов из глины — фрагментов керамики эпохи бронзы (поселение Дмитриева Слобода-2, раскопки О. В. Зеленцовой), 4 фрагментов черепной кости (Гнёздовский археологический комплекс, раскопки В. В. Новикова) 2.
Анализ образцов проводился при следующих параметрах измерений: напряжение на трубке 50 кВ, сила тока в 200 мкА, вакуум. Тактика исследования (Point, Multipoint, Area, фазовый анализ) выбиралась в зависимости от конфигурации (формы) объекта и задач исследования.
С помощью опции Multipoint с «ручным» выбором точек съемки спектров, масштабированием и автофокусом был исследован золотой барашек — подвеска V—IV вв. до н.э. из раскопок в Джантухе (Абхазия) (илл. 1). Следует отметить, что
аналитические исследования золотых предметов стали востребованными и показали свою перспективность для археологии только недавно [5, с. 3−4].
Объект исследования отличается сложной конфигурацией, он изготовлен пайкой двух оттиснутых на матрице половинок листового золота. На поверхности хорошо фиксируются следы состыковки и пайки тисненных половинок, а также следы пайки дополнительных орнаментальных элементов — шариков зерни, фигур из кованой проволоки, расположенных по всему телу подвески. Исследовался химический состав как «тела» подвески, так и металла шариков зерни- наиболее важным в данном случае оказалось исследование состава припоя, использовавшегося для соединения отдельных деталей, поскольку это самый сложный с технической точки зрения анализ (из-за недоступности участков для исследования и др.) (илл. 2).
Всего для подвески было получено 17 проб (таб. 1- илл. 3). Расчет спектров для каждой точки производился в режиме «ручной» идентификации элементов (Interactive), что позволило выявить определенный разброс в наборе элементов (в основном, на уровне микропримесей3). Так, на разных участках исследования для металла подвески были зафиксированы ванадий, хром, титан, барий, которые относятся к категории редко фиксируемых для археологического металла элементов как из-за аппаратных возможностей, так и из-за специфики задач археологических исследований. Как показывает практика, эти данные
Таблица 3. Химический состав металла штандарта (№ 67), Хакасия
S С1 Сг Fe Cu Zn As Pb
1 0. 27 1. 19 0. 08 0. 13 92. 54 5.4 0. 01 0. 38
2 0. 81 0. 59 0. 09 0. 14 90. 71 7. 35 0. 02 0. 29
3 0. 42 0.8 0.1 0. 13 93. 93 4. 48 0. 14
4 0. 85 0. 92 0. 05 0. 15 90. 40 7. 39 0. 04 0. 21
5 0. 82 0. 44 0. 04 0. 15 81. 33 17. 09 0. 11 0. 02
6 0. 39 0. 93 0. 06 0. 16 80. 09 18. 20 0. 07 0. 11
7 0. 81 0. 92 0. 11 0. 16 81. 86 15. 93 0. 12 0. 08
8 1. 54 0. 59 0. 07 0. 11 79. 24 17. 95 0. 13 0. 36
фотография. изображение. документ. Вып. 4 (4)
Таблица 4. Химический состав фрагментов керамических сосудов эпохи бронзы, поселение Дмитриева Слобода-2
V Сг Мп Ре Са N1 Си гп А1 С1 Ва п Р 81 8 К Р1 Р (1
1 0. 04 0. 04 0. 14 12. 71 9. 92 0. 01 0. 03 0. 09 17. 62 0. 03 1. 11 3. 34 51. 22 0. 31 3. 21 0. 01 0. 17
2 0. 03 0. 19 11. 43 2. 35 0. 02 0. 02 0. 08 16. 13 0. 08 0. 09 1. 57 2. 42 60. 67 0. 10 4. 64 0. 01 0. 18
3 0. 04 0. 02 1. 11 9. 22 1. 96 0. 02 0. 02 0. 09 14. 45 0. 01 0. 08 0. 65 0. 61 68. 08 0. 06 3. 46 0. 01 0. 13
^ !¦!. !¦№ 31 А"
оказываются необходимыми на другом этапе исследования, связанном с определением возможного типа руды и поиском наиболее вероятных месторождений.
При изготовлении подвески-барашка в качестве припоя, как показал анализ (таб. 1- Ь 4−7- уЬ 3, 7- Ь^ 1, 6), использовалось высокопробное золото с низким содержанием серебра и меди (до 3%), по микропримесям металл припоя не отличался от золота, использованного при изготовлении самого «тела» подвески. Для подвески использовался листовой металл из тройного сплава (Аи-Ад-Си), причем содержание серебра в сплаве варьируется в широких пределах от 0,00 до 47,6%, что может объясняться, в частности, процессом сегрегации серебра, хорошо известным для тройных систем.
Аналогичным методом (опция МиШРотШ) были исследованы изделия из сплавов на основе меди из раскопок Л. Р. Кызласова в Узун-Харыхе (Хакасия) и сборов (5 образцов) в Хакасско-Минусинской котловине. Все образцы были проанализированы с «ручным» выбором точек спектра, для части было выполнено также сканирование поверхности и фазовый анализ. Расчет спектров производился индивидуально для каждой пробы- учитывались все элементы. В таблицах представлены все зафиксированные в ходе анализа элементы, в статье же разбор результата будет дан только для основных компонентов сплавов.
В ходе анализа зеркала (№ 77) было зафиксировано различное содержание основных компонентов сплава на основе меди (9 проб) (илл. 4). Разброс значений достаточно широк: содержание меди варьируется от 69,13 до 93,43%, цинка — от 2,29 до 23,53% (таб. 2). В то же время аналогичная методика исследования на другом предмете (нож, № 17, 6 проб) показала стабильное содержание меди в сплаве в пределах 78,21−82,47%, что является стандартным отклонением. Такая же картина зафиксирована при исследовании розетковидной бляшки (№ 15): содержание меди — 84,55−86,84%, и клинка (№ 29, 10 проб): содержание меди варьируется от 95,78 до 97,77%.
Кроме зеркала, в исследуемой выборке присутствовал еще один объект, показавший аналогичный результат — штандарт с головой оленя (№ 67). Всего было взято 8 проб, здесь
содержание меди варьировалось от 79,24 до 93,93%, соответственно, варьировалось и содержание цинка — от 4,48 до 18,20% (таб. 3). Таким образом, два предмета из выборки показали значительную вариацию содержания основных компонентов сплава, зафиксированную на ограниченном участке расположения проб. Эти участки с разной степенью насыщенности расположены в определенном порядке относительно друг друга, что может служить косвенным признаком применения специальных способов изготовления предметов.
Следует отметить, что перед проведением исследования на М 4 все предметы прошли трасологический анализ, в ходе которого были зафиксированы отдельные маркеры, позволявшие реконструировать различные схемы изготовления (литье, ковка, специальные методы литья и др.). Обычно спорные вопросы, а также документирование определенных видов обработки, решаются с помощью металлографического анализа, в данном случае его применение было невозможным без нанесения определенного ущерба для сохранности артефактов, так как интересующая нас область расположена в центральной части изделий. Предварительно было определено, что зеркало (№ 77) было изготовлено ковкой с высокими степенями обжатия из литой заготовки, а штандарт (№ 67) — литьем в сложносостав-ной форме с втулкой.
Для разрешения вопроса о неоднородности химического состава образцов, а также для получения данных о способе изготовления было проведено сканирование поверхности зеркала и золотой монеты и выполнена фиксация распределения элементов по площади.
Зеркало, круглое по форме, с бортиками и петелькой в центральной части, состояло из нескольких участков, различных по своему химическому составу. Распределение элементов по площади показало, что зеркало содержит несколько зон, обедненных или обогащенных определенным элементом — медью, цинком или свинцом (илл. 5). Так, зона, обогащенная цинком (14,59−23,53%), сконцентрирована в центральной части зеркала. Напротив нее расположена зона, «обедненная медью», хотя по данным анализа ее концентрация здесь
повышена — 85,19−93,43%, при цинке 2,29−10,02%. В процессе расшифровки результатов нами было отмечено, что перед проведением сканирования поверхности для адекватного отображения реальной картины распределения элементов и их концентрации необходимо иметь расшифрованные спектры проб, полученных с применением опции Multipoint. «Отсутствие» в карте сканирования образца основного элемента (меди), зафиксированное для одной из зон, пока не может быть нами объяснено.
Вторым этапом исследований было проведение фазового анализа зеркала. Автоматический поиск фаз показал, что участок исследования обладает двумя зонами с различным составом, граница между которыми пролегает довольно четко (илл. 6). «Граница» в общем совпадает как с данными трасологического анализа, так и с полученными результатами анализов химического состава образца.
Полученные в результате проведенного исследования данные позволяют предположить, что литая заготовка зеркала могла быть получена методом долива. При этом «первый» сплав, заполнивший форму, по кромке уже мог успеть застыть, так что масштабной диффузии сплава из «второй» порции не произошло. Ковка в этом случае являлась не формообразующей операцией- с ее помощью могли проводить расплющивание отдельных участков зеркала, формирование бортиков, рихтовку. Сходный метод изготовления зеркал — методом долива, с последующей доработкой с помощью приемов «косметической» ковки — был зафиксирован с помощью радиографии для бронзового зеркала из коллекции Ананьинского могильника,
хранящегося в Национальном музее Финляндии (№ 1400−474) 4. В то же время нельзя исключить, что данное зеркало могло быть изготовлено с помощью сварки двух пластин, отлитых из разных типов сплавов и доработанных в разных температурных режимах ковки. При этом участок минимальной диффузии, хорошо фиксируемый на полученной карте фаз, представляет собой остатки выполненного крайне чисто и аккуратно сварочного шва, демонстрирующего диффузию, скорее, материала припоя.
В результате проведенного исследования мы получили необходимую информацию о химическом составе металлов и сплавов, выявлении участков локальных неоднородностей отливок. Эти данные необходимы для понимания процессов кристаллизации сплавов, выбора дальнейшей стратегии исследования технологии изготовления, определения участка работы для минимизации ущерба сохранности предмета при использовании разрушающих методов.
Так, при исследовании химического состава металла колхидской монеты II в. до н.э. из Джантуха, отлитой по оттиску статера Александра Македонского раннего типа, были выявлены участки, обедненные серебром, медью, и зафиксированы участки, содержащие также никель, магний, железо, титан, барий, наличие которых в металле может быть связано с определенным типом месторождения золота (илл. 7) [21, р. 216−217]. Из письменных источников (Страбон, Плиний Старший, Аппиан и другие авторы) известно, что на территории Колхиды велась собственная добыча золота, в том числе из золотоносного песка горных рек (подобный метод добычи практиковался даже в 1960-х
фотография. изображение. документ. вып. 4 (4)
гг.). Известно и о промывке золота на реках Северного Кавказа [8, с. 164]. Метод добычи золота из песка речной «промывкой» его в бараньих шкурах оставил свой след в древнегреческом мифе о золотом руне. Зафиксированные в металле монеты и подвески-барашка элементы (к примеру, Ti, Ba) могут косвенно указывать на подобный способ получения золота, использованного для их изготовления.
Помимо изделий из металла, нами анализировались изделия из глины — 3 фрагмента керамики эпохи бронзы. В настоящее время направление по изучению химического состава глины древней керамики приобретает в археометрии все больший масштаб, разрабатываются определенные методические подходы к решению задачи по определению типа месторождения глины и ее географической привязке [11, p. 48−64- 13, p. 69−73]. Понятно, что для решения этих задач необходимо прежде всего наработать статистическую базу, выделить определенные типы геохимических маркеров, провести работу по поиску и привязке древних выходов глины (или провести работу по созданию встречной базы месторождений глины в соответствии с местами находок древней керамики). Тем не менее, представляется, что данная тема в настоящее время является крайне перспективной.
Задачей нашего исследования являлось определение химического состава глины, наличия органических фракций и их распределение на образце. Эти данные в совокупности с данными технологического анализа были необходимы для интерпретации радиоуглеродных данных, полученных по керамике. К основным элементам, зафиксированным в результате анализа, относятся: кремний, алюминий, железо (илл. 8- таб. 4). Также были выявлены включения кальция и фосфора, получено их процентное содержание в образце, что в дальнейшем будет учтено при обработке данных по радиоуглероду керамики. Определенный процент содержания этих элементов фиксирует этапы структурного изменения керамики, датировка которой, помимо прочего, затрудняется наличием локальных маркеров постоянного присутствия водной среды.
В рамках антропологических исследований, проводимых в Институте археологии ран, был выполнен анализ химического состава окрашенных и неокрашенных участков на фрагментах черепных коробок. Перед сканированием поверхности выполнялось точечное исследование состава (опция Multipoint). Были получены данные по составу пигментированных участков и участков без пигмента, данные по распределению основных
элементов по поверхности (картирование), что позволило выявить локальные участки мозаичного расположения этих зон и определить наиболее вероятную причину их возникновения [3].
Помимо научных исследований, важной задачей становится решение проблемы сохранения объектов археологического наследия, в том числе в музейных фондах. Одной из возможностей обеспечения сохранности является должный уровень ведения учетной документации, что подразумевает внедрение новых методов идентификации предметов. На наш взгляд, технические параметры РФА-спектрометра M 4 Tornado позволяют использовать его для решения этой проблемы.
Так, картирование поверхности предметов (из металла, глины, кости) позволяет получить данные, которые можно использовать как особые учетные «маркеры», iD-паспорт (идентификационный паспорт) объекта, что дает возможность быстро и надежно проводить аутентификацию предмета искусства, исходя из его уникальных химико-физических свойств. Такими маркерами могут служить как схема расположения основных элементов сплава по поверхности, так и участки расположения отдельных (редких или не фиксируемых в результате других методов исследования) элементов. Например, фиксация местоположения на образце, скажем, титана или бария, их процентное содержание, а также результаты фазового анализа, дающие картину распределения сходных по составу областей в образце, позволяют создать надежные маркеры для срочной идентификации в случае перемещения предмета искусства и истории, памятника археологии.
Кроме того, технические решения и программное обеспечение M 4 Tornado позволяют создавать полноценные базы данных, в которых хранятся спектры, результаты картирования, результаты фазового анализа как для совокупности элементов, так и для каждого конкретного элемента, а также фотографии и макросъемка. Возможность хранения всех полученных данных позволяет постоянно обращаться к ним для обработки и проведения сравнительного анализа.
ПРИМЕЧАНИЯ:
1 Материалы для исследования предоставлены И. Л. Кызласовым.
2 Авторы выражают свою глубокую признательность за возможность проведения тестовых анализов указанных объектов.
3 наиболее вероятно, что Ca относится к следам загрязнения образца.
4 Исследование проводилось И. А. Сапрыкиной и Л. Тёмантеря в 2012 г. в реставрационной лаборатории национального музея Финляндии- результаты готовятся к публикации.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гущина А. Ф., Данилевский В. В., Кононов В. Н., Лаптев A. A, Петренко Г. М. Методика химико-аналитического исследования древних бронз // Известия гаимк.- М.- Л.: огиз, 1935.- Вып. 121.
2. Данилевский В. В. Историко-технологическое исследование древних бронзовых и золотых изделий с Кавказа и Северного Урала // Известия гаимк.- М.- Л.: огиз, 1935.- Вып. 110.- С. 215−252.
3. Добровольская М. В., Шведчикова Т. Ю. Отчет по исследованию антропологических материалов, 2013 (на правах рукописи) // Архив И А РАН.
4. Ениосова Н. В., Митоян Р. А., Сарачева Т. Г. Методы исследования химического состава цветных металлов // Цветные и драгоценные металлы и их сплавы на территории Восточной Европы в эпоху Средневековья: сб. статей.- М.: Восточная литература, 2008.- С. 113−120.
5. Зайков В. В., Таиров А. Д., Зайкова Е. В., Котляров В. А., Яблонский Л. Т. Благородные металлы в рудах и древних золотых изделиях Южного Урала.- Екатеринбург: [б/и], 2012.- 232 с.: ил.
6. Зайцева И. Е, Сарачева Т. Г. Ювелирное дело «Земли вятичей» во второй половине xi — xiii веках.- М.: Индрик, 2011.- 404 с.: ил.
7. Иессен А. А. К вопросу о древнейшей металлургии меди на Кавказе // Известия гаимк.- М.- Л.: огиз, 1935.- Вып. 120.- С. 7−237.
8. Иессен А. А, Пассек Т. С. Золото Кавказа // Известия гаимк.- М.- Л.: огиз, 1935.- Вып. 110.- С. 162−178.
9. Равич И. Г. Химико-технологическое изучение зеркал из курганных могильников сарматской эпохи Оренбургской области // Естественнонаучные методы в изучении Филипповского 1 могильника / отв. ред. Л. Т. Яблонский.- М.: Таус, 2011.- С. 104 111.- (Материалы и исследования по археологии России).
10. Труды Комиссии по производству химико-технических анализов древних бронз / под ред. Н. Е. Бранденбурга и Л. К. Ивановского: В 2 т.- СПб.: [б/и], 1884.
11. Abbott D. R, Lack A. D, Moore G. Chemical assays of temper and clay: modeling pottery production and exchange in the uplands north of the Phoenix Basin, Arizona, usa // Archaeometry.- 2008.- Vol. 50.- Part 1.- P. 48−66.
12. Cope L. H, King C. E, Northover J. P., Clay T. Metal Analyses of Roman Coins Minted under the Empire // British Museum Ocassional Paper.- 1997.- № 120.- 161 p.
13. Costa B. F. O, Silva A. J. M, Ramalho A, Pereira G, Ramos Silva M. X-ray Compositional Microanalysis and Diffraction Studies of Haltern 70 Amphorae Sherds // X-ray Spectrometry.- 2012.- Vol. 41.- Iss. 2.- P. 68−73.
14. Fantuzzi L, Cau-Ontiveros M. A., Tsantini E, Aquilue X. Archaeometric Characterisation of Late Roman Amphorae from Sant Marti d'-Empuries (Catalonia, Spain) // 39th International Symposium on Archaeometry & quot-50 years of isa& quot-: Program and Abstract Book.- Leuven, 2012.- P. 360.
15. Funes G. A, Ruvacalba-Sil J. L. Non-destructive Analysis of Chinese Porcelain from Mexico City Colonial Period (16th to 18th Centuries) // 39th International Symposium on Archaeometry & quot-50 years of isa& quot-: Program and Abstract Book.- Leuven, 2012.- P. 364.
16. Handheld xrf for Art and Archaeology (Studies in Archaeological Sciences) / ed. by A. N. Shugar, J. L. Mass.- Leuven: Leuven University Press, 2012.- 473 p.
17. Meeks N. D. Tin-rich Surfaces on Bronze — Some Experimental and Archaeological Considerations // Archaeometry.- 1986.- Vol. 28.- Part 2.- P. 133−162.
18. Methods of chemical and metallurgical investigations of ancient coinage / ed. by E. T. Hall and D. M. Metcalf.- London, 1972.- 446 p.- (Royal Numismatic Society, Special Publication № 8).
19. Ortiz-Diaz E, Ruvacalba S.J.L. A Historical Approach to a Gold Pendant: the Study of Different Metallurgical Techniques in Ancient Oaxaca, Mexico, during the Late Post Classic period // Archaeometallurgy in Europe, 2007: 2nd International Conference Selected Papers.- Milano, 2009.- P. 511−518.
20. Pollard M, Batt C, Stern B, Young S. M. M. Analytical Chemistry in Archaeology. Manuals in Archaeology.- Cambridge: Cambridge University Press, 2011.- 404 p.
21. Saprykina I, Skakov A. Investigation of the Chemical Composition of the Colchian Gold Articles of 5th — 2nd Centuries bc from Dzantuch Durial Mound // 19e Colloque d'-Archeometrie du gmpca: Abstracts.- Caen: Universite de Caen Basse-Normandie, 2013.- P. 216−217.
22. Struve Н. Analyse verschiedener antiker Bronzen und Eisen aus der Abakan und Jenisei — Steppe in Sibirien // Известия Академии наук.- СПб.: Тип. Академии наук, 1860.- Т. 9.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой