Järnproduktion vid Stäket

Transkript

1 UV GAL RAPPORT 2010:3 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Järnproduktion vid Stäket En inledande arkeometallurgisk analys av slagger Småland, Göteryds socken, Hästberga 1:14, fornlämning 214 Lena Grandin G A L Geoarkeologiskt Laboratorium

2

3 UV GAL RAPPORT 2010:3 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Järnproduktion vid Stäket En inledande arkeometallurgisk analys av slagger Småland, Göteryds socken, Hästberga 1:14, fornlämning 214 Lena Grandin A G L Geoarkeologiskt Laboratorium Järnproduktion vid Stäket 3

4 Riksantikvarieämbetet Avdelningen för arkeologiska undersökningar UV Uppsala Portalgatan 2A Uppsala Växel: Fax: e-post: e-post: Riksantikvarieämbetet UV GAL Rapport 2010:3 ISSN Utskrift Uppsala 2010

5 Innehåll Sammanfattning... 7 Abstract... 8 Inledning... 9 Material och metod... 9 Fält... 9 Analyser Okulär granskning Kemiska analyser Petrografiska och metallografiska undersökningar Resultat Observationer i fält Granskning av provmaterial R438 stick Slagg från bäcken R438 stick R436 stick R432 stick R432 stick R430 stick R R Finkorniga prover Slaggtyper i sammanfattning Analysurval Petrografiska analyser Metallografiska analyser Kemiska analyser Tolkning och diskussion Process och konstruktion Malm och produkt Referenser Administrativa uppgifter Figurer Tabellförteckning Järnproduktion vid Stäket 5

6 6 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

7 Sammanfattning Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL) vid UV Mitt i Uppsala har genomfört en inledande analys av ett mindre urval av arkeometallurgiskt material från Stäket, RAÄ 214, Hästberga 1:14, Göteryds socken. Lokalen är en av flera som ingår i ett mer omfattande projekt om järnet i Sunnerbo. Projektet avser att behandla detta område som betraktas som ett av Smålands viktigaste järnproducerande områden. I fokus ligger lämningar efter järnframställning i anslutning till rinnande vattendrag. En första okulär granskning av slagger från slaggvarp och ett fåtal undersökningar i mikroskop och kemiska analyser visar att slaggerna kommer från direkt järnframställning. Framställningen har skett från en limonitisk malm med höga manganhalter. Ingen ugn är ännu påträffad men med slaggernas hjälp är det möjligt att se att slaggen har samlats inne i ugnen. Endast en mindre mängd har runnit ut ur ugnen men detta var inte den dominerande slaggseparationen. Med tanke på platsens närhet till sjöar och myrmarker är det rimligt att anta att malmen är lokal. Dess lokalisering till rinnande vattendrag gör tolkningen om användande av vattenkraft, t.ex. för bläster, rimlig. Slaggernas jämförelsevis höga kiselinnehåll ger också indikationer på en relativt effektiv utvinning som kan bero på en sådan tillämpning även om det ännu inte är belagt från denna inledande analys. Från denna första undersökning finns inga slagger eller metallavfall som tyder på att också smide har skett på platsen. Det järn som har påträffats finns i oregelbundna klumpar av järn eller stål som är bearbetade endast i mindre omfattning vilket kan antyda att det är ett slaggförande järn som har lämnat framställningsplatsen och att fortsatt smide har skett någon annanstans, eventuellt av hopslagna järnluppar av någon för området känd typ. Järnproduktion vid Stäket 7

8 Abstract A small preliminary archaeometallurgic analysis has been made on slag samples from slag heaps at Stäket, RAÄ 214, Hästberga 1:14 in Göteryd s Parish, Småland. The site is one of many sites in a significant iron production area in Småland and is included in a recently initiated project at Smålands Museum with the aim to characterize the iron production sites mainly those in the vicinity of streaming waters. During a small trial excavation of the site, including detailed mapping of the site, samples of charcoal were collected for radiocarbon dating. The site is preliminary dated to around 15th to 16th centuries, probably also earlier. Slag samples were simultaneously collected for basic archaeometallurgic analyses. The study was mainly based on slag morphology but a selection of slag samples were also studied in microscope and by elemental analyses. In addition a few metallic samples were checked for iron quality and composition. All slag samples have been produced in a direct iron production using limonitic iron ores such as lake or bog ore. Observations of the slag morphology indicate that the furnace(s) was constructed with vertical slag separation with slag collection in the bottom part, building up flat slag blocks. Only a minor proportion of the slag samples seem to have cooled outside the furnace which indicates that slag tapping was not the predominant slag separation method. Regarding the site s close vicinity to water, the use of water power for bellows is a reasonable hypothesis for the local production. And, the relatively high silica content combined with low iron content also indicates an efficient process with good yield that might be the effect of water driven techniques, although this is not yet verified. The chemical analyses also revealed elevated manganese content in the slag samples. Since manganese is a common element in the surrounding ore formations, it can be assumed that the local ores enriched in manganese were used for the iron production at Stäket. So far, only iron production is evident in the slag heaps. No debris from smithing has been observed. A few irregular metallic lumps were however observed. These are of iron or steel showing only limited smithing. These current results indicate that the local product was iron, or steel, with slag content that needed further work that took place elsewhere. 8 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

9 Inledning Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL) vid UV Mitt i Uppsala har genomfört en inledande analys av ett mindre urval av arkeometallurgiskt material från Stäket, RAÄ 214, Hästberga 1:14, Göteryds socken. Lokalen är en av flera som ingår i ett mer omfattande projekt om järnet i Sunnerbo som leds av Johan Åstrand vid Smålands museum som sökt forskningsmedel för detta tillsammans med GAL. Projektet avser att behandla detta område som betraktas som ett av Smålands viktigaste järnproducerande områden (Larsson 2000). I fokus ligger lämningar efter järnframställning i anslutning till rinnande vattendrag. Åstrand (2009a) har inlett projektet med en genomgång av lämningar som är registrerade i FMIS och de uppgifter som finns där. Därefter gjordes en fältinventering av tretton av dessa. Resultaten ledde fram till ett förslag om vilka platser som är lämpliga för fortsatta undersökningar (Åstrand 2009a). En av dessa är följaktligen Stäket i Göteryds socken. En prioriterad fråga i samband med undersökningen av Stäket är att ta reda på vilken typ av järnhantering som har utförts. Finansiellt stöd för denna undersökning har utgått från Jernkontoret, Prytziska fonden, Berit Wallenbergs stiftelse och Hallenbladska fonden. Material och metod Fält Platsen undersöktes av Smålands Museum under två dagar och Lena Grandin från GAL deltog under en av dagarna. Lokalen, med slaggvarp på ömse sidor om ett rinnande vattendrag, Gösköpsån i anslutning till Käskhultasjön, mättes in för att få en uppfattning om slaggvarpens utbredning, form och placering i förhållande till vattendrag och topografi. Sju stycken provrutor, 0,5 0,5 meter stora, grävdes i varpet på vattendragets östra sida. Rutorna grävdes i decimeter-djupa stick och material separerades från respektive stick. Allt uppgrävt material granskades i fält för att inledningsvis, med hjälp av dess morfologi, få en överblick över vilka materialkategorier som förekommer och i vilka proportioner och om några skillnader finns mellan de undersökta rutorna. Därefter gjordes ett urval för fortsatt noggrann granskning i laboratoriet och efterföljande kemiska analyser och undersökningar i mikroskop. Urvalet gjordes främst för att få en samlad bild över järnhanteringen på platsen. Därför valdes material som kan bidra med information om vilken/vilka processer som har skett och hur dessa har fungerat, oavsett varifrån i slaggvarpet de kom. Prover finns dock från samtliga undersökta rutor, men inte alla stick. Bland annat är större hela slagger viktiga eftersom dessa kan uppvisa former eller avtryck som avslöjar konstruktion på anläggningen där de har bildats. Iakttagelser om olika slaggvarianter gjordes i fält och representanter från dessa samlades också in, liksom enstaka av det fåtal konstruktionsdetaljer som påträffades. Några tyngre magnetiska klumpar med troligt järninnehåll valdes för att kunna ta reda på metallens sammansättning och kvalitet. Vi tog också tillvara slagger som misstänktes innehålla kolstycken för datering. Dessutom kompletterade Smålands museum med kolprover direkt ur Järnproduktion vid Stäket 9

10 några utvalda stick och provrutor. GAL provtog även finkornigt material för att i laboratoriet ta reda på om det finns små slagger i form av glödskal eller sprutslagger som är karaktäristiska för smide. Analyser Analyserna görs för att utifrån materialet primärt kunna fastställa om det är järnframställning eller smide och i nästa steg karaktärisera vilka tekniker som har använts inom processen(erna). Okulär granskning Morfologisk undersökning kan studera former som är typiska för olika processled och kan berätta mer om de konstruktioner som använts i hantverket. Kemiska analyser Kemiska analyser ger primärt upplysning om t.ex. slaggernas sammansättning. Resultaten ger oss en möjlighet att se hur processen fungerat. Information om slaggens sammansättning kan vara ett redskap för att uttala sig t.ex. om vattenkraft har använts på ett eller annat sätt. Resultaten kan också utgöra en grund för fortsatta arbeten i projektet när frågan om vilken råvara som har använts ska utredas ytterligare. Totalkemiska analyser utfördes på fyra slaggprover hos ALS Scandinavia, Luleå. Använd analysmetod är ICP-AES för huvudelement och ICP-QMS för spårelement. Totalt analyserades 43 element. Resultaten från analysen finns presenterade i tabell 2 där huvudelementens halter i procent (%) finns i övre delen av tabellen medan spårelementens halter i mg/kg finns i nedre delen av tabellen. Slagger som analyseras kemiskt undersöks även i mikroskop. Petrografiska och metallografiska undersökningar Undersökningar i mikroskop görs på såväl slagger som järn. Slaggernas utseende i mikroskala visar detaljer om slaggbildning som speglar under vilka temperatur- och syreförhållande som slaggen stelnat. Detta i sin tur säger något om slaggen har bildats i eller utanför en ugn, eller i en härd, och om processen varit homogen eller heterogen. Undersökning av järn i mikroskop visar metallens kvalitet, dvs. såväl om det är ett mjukt järn eller hårt kolstål som om det är väl bearbetat eller innehåller mycket slagg. I mikroskop kan man också se i vilken utsträckning som järnet är bearbetat vilket avslöjar vilken process som det är avfall eller produkt ifrån. Av sex slagger tillverkades tunnslip (MINOPREP, Hunnebostrand) av så stora ytor som möjligt av deras tvärsnitt för att kunna få en detaljerad bild av vilket processled de representerar och hur processen fungerat. Petrografiska undersökningar utfördes i genomfallande och påfallande (planpolariserat) ljus för att identifiera materialets olika komponenter och texturella drag. Undersökningen gjordes i ett Zeiss Axioskop 40A polarisationsmikroskop utrustad med en digitalkamera. Slagger består huvudsakligen av olivin, wüstit och glas. Vanliga inslag är också hercynit, magnetit, leucit, limonit och metalliskt järn. Olivin är 10 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

11 ett silikatmineral med den allmänna formeln A 2 SiO 4, där A oftast är järn (fayalitisk sammansättning). Även mangan, magnesium och kalcium kan förekomma i mindre mängder. Wüstit, FeO, är också ett mycket vanligt inslag i slagger från blästbruket. Om höga koncentrationer av wüstit förekommer är slaggens totala järnhalt vanligtvis också hög. Glas utgör slaggernas restsmälta och kan därför variera kraftigt i sammansättning beroende på vilka mineral som tidigare kristalliserat, slaggernas totalsammansättning och avkylningsförlopp. Magnetit, Fe 3 O 4, kan förekomma i stället för wüstit om temperatur och/eller syretryck är högre. Detta innebär att det är möjligt att särskilja slagger som stelnat i eller utanför ugnen. Ett mineral som kan förekomma i slagger med relativt höga aluminiumhalter är hercynit, FeAl 2 O 4. Höga aluminiumhalter i kombination med höga kaliumhalter återfinns i leucit, KAlSi 2 O 6, som i vissa slagger kan förekomma i stället för den vanligare glasfasen. Droppar av metalliskt järn, några mikrometer stora, är också vanligt inslag i slagger från reduktionsprocessen. Limonit, järnhydroxider med varierande sammansättning, är huvudkomponent i sjö- och myrmalm och kan uppträda i slagger som oreducerade rester men vanligtvis förekommer limonit som en sekundär bildning, dvs. i form av rost. Mineralens kornstorlekar är också betydelsefulla där finkorniga slagger visar snabb avkylning och grovkorniga långsam avkylning. Det senare har vanligen skett inne i ugnen. Metallografiska undersökningar utfördes på två polerade prov av det metalliska järnet i påfallande ljus för att bedöma järnkvalitén. I mikroskopet kan olika texturer, beroende på kemisk sammansättning och grad av bearbetning utläsas. Proverna etsades med 2 % nitallösning. Metoden är användbar för att bedöma kolhalten i materialet, t.ex. om det är ett mjukt järn eller kolstål. Metoden kan också avslöja ett fosforinnehåll, vilket påverkar materialets hårdhets- och seghetsegenskaper. Även mängden och typen av slagginneslutningar kan studeras för att ytterligare kunna bedöma kvalité och möjliga användningsområden. Några termer som används i detaljbeskrivningarna i resultatkapitlet är ferrit som är mjukt järn utan kolinnehåll, cementit som är en förening av järn och kol (Fe 3 C), och perlit som är en struktur uppbyggd av omväxlande ferrit och cementit. Generellt medför alltså en större mängd perlit en högre kolhalt och ett hårdare material. Ännu högre kolhalt fås i gjutjärn, med mer än 2 % kol. Undersökningen genomfördes i ett Zeiss Axioskop 40A polarisationsmikroskop utrustad med en digitalkamera. Resultat Observationer i fält Den undersökta platsen beskrivs mer detaljerat av Smålands museum i annat sammanhang. I denna rapport är materialet i fokus. För att få en överblick över lokalen och spridningen av de grävda provrutorna finns dock en plan över området som har tillhandahållits av Smålands museum (Fig. 1). I alla utgrävda rutor dominerade slagg. Slaggerna förekommer som större eller mindre bitar, hela eller fragmenterade. Annat material är Järnproduktion vid Stäket 11

12 mycket sparsamt förekommande och endast enstaka bitar av möjlig lerinfodring från konstruktionen har noterats, liksom någon enstaka sten. Det verkar inte förekomma speciellt mycket humöst inslag men tämligen rikligt med svart finkornigt material som täcker slaggerna. I en av rutorna (R428) finns också lite brunrött inslag, i mindre mängd även i nedre stick av R5002. Detta verkar inte bero på större andel fragment av bränd lera utan snarare att det finns korroderat material. Vid grävning känns materialet något sprött men det finns en del hålrum mellan slaggerna och generellt är det inte speciellt hårt packat. Figur 1. Översikt av det undersökta området med större slaggvarp, i rostbrunt på ena sidan vattendraget och två mindre på motsatta sidan, och markerade provrutor. Plan från Smålands Museum. 12 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

13 I stora drag kan man notera några skillnader vad gäller storlek på slagger och delvis även slaggernas utseende. I R438 framkom den största, i det närmaste hela, slaggen som är en bottenslagg. Även fragment av liknande fanns i samma ruta. Denna stora slagg är avlång, ca cm stor, och i stora drag tämligen plan och jämntjock. Bottenytan är dock något skålformad. Centralt på ena långsidan finns en halvcirkelformad hålighet som antyder ett eventuellt blästerintag. Slaggen behandlas mer omfattande senare i samband med granskningen av materialet. Dessutom noterades enstaka lättare och porösare slagger liksom någon enstaka mer fluten. Fluten slagg observerades också på den stora bottenslaggens överyta. I rutan tillvaratogs också en järnhaltig oregelbunden klump och en slagg vad avlångt avtryck (möjligen efter redskap). I R428 noterades en rödare färg i det omgivande finkorniga materialet som också täckte slaggerna. Här finns visserligen lerigt material men det mesta av det röda verkar vara del av slaggen. I denna ruta var det mindre vanligt med tunna bottenslagger. Snarare förekommer tjockare oformliga klumpar där några är tyngre och kompakta och andra är lättare och porösare I R436 saknades större bottenslagger. Två stick är grävda och de största slaggerna som påträffades var som mest i knytnävsstorlek (den största är provtagen). Här fanns ett relativt stort inslag av mer flutna slagger, delvis som enskilda strängar och någon som är något tjockare. Däremot finns inte så mycket av de lätta och porösa slaggerna. Ruta 440, 430, 432 och 5002 innehåller delar av större bottenslagger och en del oformliga klumpar. En del är tämligen poröst. Inslaget av fluten slagg är dock inte lika stort som i R436. I R432 finns även platta och tunna slagger samt en järnrik klump. Provtagningen av slagger är gjord för att fånga de slaggtyper som förekommer över hela ytan, och på djupet. De större slaggerna är tillvaratagna för att kunna få så mycket information som möjligt utifrån deras form och storlek. Mindre slagger är insamlade för att avgöra om de är fragment av samma typ som de större eller om ytterligare slaggformer förekommer. Till de senare hör slagger som har en tydligare fluten struktur. Sådana observerades inte i några större bitar. Dessutom provtogs finkornigt material från ett urval av rutorna för att noggrant kunna söka igenom dessa efter eventuella glödskal och/eller sprutslagger vilka inte observerades i fältarbetet. Slagger valdes också med syftet att söka efter kolstycken för daterig. Inledningsvis, i fält, är dock iakttagelsen att kol innesluten i slaggerna kan förväntas vara ringa. Därför insamlades också kolprover direkt från några stick i rutorna, som komplement om kol skulle saknas i slaggerna. Prover finns från alla rutor men inte från alla stick. Prioriteringen ligger dock inte på att jämföra materialet i rutorna eller på olika nivåer utan att få en samlad bild där allt material kan bidra med information om vilken/vilka processer som har skett och hur dessa har fungerat. Med utgångspunkt i slaggernas utseende kan ett första antagande om att de är från järnframställning göras. Många av dem är lätta även om det finns enstaka som är tyngre. Lätta slagger förknippas med en bättre utvinning och vanligen med mer förfinad teknik än vad som varit vanligt Järnproduktion vid Stäket 13

14 i blästbruket, men utseendet hos slaggerna är inte heller karaktäristiskt för slagger från masugn. Här finns därmed en viktig huvudfråga att besvara. Slaggerna är till största delen trögflutna och verkar ha stelnat i ugnsutrymmet och snarare dragits ut än runnit ut. Endast en mindre mängd av slaggen har såpass fluten struktur att den kan ha runnit ut ur ugnen. Om tappning har varit den huvudsakliga slaggutrensningen eller endast utgjort en marginell effekt av mekanisk utrensning är en av punkterna som slaggernas utseende även i mikroskala bör kunna bidra med information till. Granskning av provmaterial Insamlingen av slagger gjordes för att fånga de slaggtyper som förekommer i varpet. De större slaggerna tillvaratogs för att kunna få så mycket information som möjligt utifrån deras form och storlek. Mindre slagger insamlades för att avgöra om de är fragment av samma typ som de större eller om ytterligare slaggformer förekommer. Till de senare hör slagger som har en tydligare fluten struktur. Från de provtagna rutorna och sticken ingår därför vanligen flera typer av slagger i varje prov. Vi har dock valt att försöka beskriva de karaktäristiska drag som finns totalt sett, snarare än att beskriva varje slaggfragment. Nedan följer därför mer detaljerad information från ett urval av slaggmaterialet med kompletterande iakttagelser från materialet i övrigt. Det är därmed ingen fullständig registrering av slaggerna som presenteras. Slaggerna beskrivs med hjälp av bitarnas yttre former och slaggens grad av flutenhet som ger karaktär till slaggens yta. Detta kompletteras i några fall med måttuppgifter för att få en uppfattning om minsta storlek på bottenslagger det är egentligen endast en slagg som är hel. Tjockleken är bättre bevarad på bottenslaggerna. I de fall som slaggerna är magnetiska noteras även detta. Ett mindre urval har också delats och då beskrivs även det tvärsnitt, den profil, som tydligt framträder. R438 stick 4 Här ingår den stora, i det närmaste intakta, bottenslaggen. Den är avlång med största längd 290 mm. Bredden är mestadels 170 mm, men lokalt upptill 210 mm nära mitten. Tjockleken varierar från 20 till 60 mm och den väger 3280 g. Botten (Fig. 2) är skålformad med en antydan till en nedsänkt yttre krans. Ytskiktet är småknottrigt som om slaggen har stelnat mot finkornigt material. Detta är varken lera eller sand, möjligen finkorniga kolstycken (kolstybb?) och det finns små kolfragment på ytan men mot de yttre delarna syns små tunna slaggsträngar. Överytan (Fig. 3) är betydligt ojämnare både i form och ytskikt. Slaggen varierar i tjocklek vilket främst syns som olika höjd på slaggen med variation från plana ytor av tämligen lättfluten slagg till påbyggda mer oregelbundna delar med mer trögfluten slagg. Mitt på ena långsidan finns vid ytterkanten en slaggvägg av porös och trögfluten slagg som delvis har stelnat mot kolstycken och intill denna uppbyggnad finns en halvcirkelformad urgröpning som formmässigt antyder att ett blästerhål kan ha funnits här. 14 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

15 Figur 2. Slaggen från R438 stick 4. Den skålformade undersidan med finkorniga avtryck. Figur 3. Slaggen från R438 stick 4. Den ojämna översidan med varierande porositet. Figur 4. Slaggen från R438 stick 4 i tvärsnitt med mestadels homogen uppbyggnad. Järnproduktion vid Stäket 15

16 I det delade tvärsnittet (Fig. 4), något vid sidan om mitten, framträden en slagg som är homogen i sammansättning. Den har något varierande porositet, från tämligen tät (men inte lika tät som en del av de mindre bottenslaggerna) till lokalt enstaka större hålrum eller flera mindre. I slaggen finns ett fåtal små droppar av metalliskt järn. Längs botten finns också enstaka inslag av kiselrikt material, sannolikt kvartskorn. Kolstycken förekommer inte alls i samma utsträckning som på över- och undersidorna. Figur 5. Slaggen från R438 stick 3 som är tämligen tunn, plan och tät. Slagg från bäcken En större slagg påträffades intill slaggvarpet, i bäcken. Denna är precis som den stora bottenslaggen från R438 del av en bottenslagg. Den har inte ursprunglig storlek men har ett största mått på 190 mm och väger 2785 g. Dess tjocklek varierar från 25 till 50 mm. Dess bottenyta är skålformad likt den från R438 med samma nedsänkta yttre krans. En intressant iakttagelse är att ytan är vittrad och har blivit slät och avrundad jämfört med inte bara den stora bottenslaggen utan alla slagger från varpet som har betydligt skarpare kanter. Trots skillnaderna i ytstruktur talar de yttre formerna, speciellt botten, att denna slagg är av samma typ som den stora hela bottenslaggen. R438 stick 3 Bland slaggerna i detta prov finns en bottenslagg som är betydligt tunnare (Fig. 5) än den stora i stick 4. Den har inge yttre begränsningsytor intakta men nuvarande storlek är mm. Vikten är 580 g. Tjockleken är mestadels endast mm, lokalt 30 mm. I profil framträder en mycket tät slagg. På botten kan man ana liknande skålform som den stora 16 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

17 bottenslaggen från R438 och slaggen från bäcken. Ytan är tämligen slät och inga slaggsträngar kan urskiljas och det finns ingen beläggning av annat material. Överytan är mestadels plan och slät av fluten slagg som i botten. Lokalt finns dock en påväxt av stearinformade slaggsträngar med liknande täthet. I samma prov finns och en slagg med ett tydligt rektangulärt avtryck (Fig. 6). Slaggen är porösare, mer trögfluten och lättare än i den plattare och tätare bottenslaggen. På slaggen finns enstaka kolstycken. Slaggen har formats runt något tenformat och som bildat två rektangulära sidor i rät vinkel med varandra. Den ena sidan har format en mycket slät och jämn slaggyta. Denna är 20 mm bred och minst 50 mm lång. Ytan vinkelrätt mot denna har en skrovligare yta där slaggen inte helt har följt ytan som har lämnat avtryck. Denna sida är något bredare; 22 mm och minst 65 mm lång. Den slätare, smalare, ytan är inte helt plan utan svagt svängd i längdriktningen. Möjligen är det ett redskap som del av en tång som har format slaggen. Eventuellt är böjningen en följd av deformation i varmt tillstånd. Figur 6. Slaggen från R438 stick 3 med två rektangulära avtryck i rät vinkel. R436 stick 1 Slagg I provet ingår både tätare slagger med tydlig bottenform och porösare slagger utan yttre begränsningsytor. Bland slaggerna har en bottenslagg delats. Den är tät och homogen i en jämntjock bottendel med en påväxt av något porösare slagg men med samma homogena slaggsammansättning (Fig. 7). En av de oregelbundna lättare slaggerna med en fluten ytteryta som har delats består huvudsakligen av smält kiselrikt material snarare än slagg (Fig. 8). Den är komplext uppbyggd och har några inneslutna kolstycken. Järnproduktion vid Stäket 17

18 Figur 7. Slagg från R436 stick 1. Den är tät och homogen i en jämntjock bottendel med en påväxt av något porösare slagg men med samma homogena slaggsammansättning. Figur 8. Slagg från R436 stick 1. En av de oregelbundna lättare slaggerna med en fluten ytteryta som består huvudsakligen av smält kiselrikt material snarare än slagg Lera Dessutom finns ett tunt fragment av bränd lera. Det är 45 mm långt, 15 mm brett i ena änden, 35 mm i andra och mm tjockt. Leran är svagt bränd, ljust gulröd utan magring med en svart beläggning. På ena långsidan finns en långsmal försänkning som är halvcirkelformat i profil, ca 3 mm djupt. Detta kan vara avtryck från del av konstruktion, eller redskap. 18 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

19 Figur 9. Tung magnetisk järnrik klump från R432 stick 2. Figur 10. Järnrik klump från R432 stick 2 i tvärsnitt som avslöjar ett delvis otätt järn. R432 stick 2 Järn 1 Från R432 stick 2 finns en L-formad (Fig. 9) tung magnetisk klump (järn 1). Det långa benet är 80 mm det korta 55 mm. Tjockleken är mestadels 25 mm, som mest 35 mm. Ett tvärsnitt (Fig. 10) visar ett otätt metalliskt järn med liten mängd slagg. Järn 2 I samma prov finns också en svagt böjd trögfluten, rostfärgad magnetisk klump av troligen både slagg och järn. Detta bekräftas vid delning där ett svampigt järn omgivet av slagg framträder. Järnproduktion vid Stäket 19

20 Figur 11. Slagg från R432 stick 2. Slaggen har inblandning av kiselrikt material (ljusare områden) och varierar i porositet. Slagg Del av en bottenslagg, med oklar uppåtbestämning finns också i provet. I profil ser man att stora delar av slaggen utgörs av en plan och tunn, ca 5 mm, homogen slagg som har större och oregelbundna påväxter av slagg på ömse sidor om den plana slaggen. Påväxterna varierar i storlek upp till 70 mm som mest. På ena sidan utgörs den av fluten slagg, på andra är den något mer trögfluten och porös. Den mer flutna sidan har också en något tillplattad yta med skrynklig stelningsstruktur. Vid delning av slaggen framträder den centrala slaggen tydligt som en relativt tät och homogen, relativt ljus slagg (Fig. 11). På ena sidan övergår den successivt till påväxten av i stort sett samma slaggsammansättning med inblandning av kiselrikt material och mer hålrum. På motsatta sidan finns en tydligare kyld kontakt mot ett lager av ännu ljusare (kiselrikare) slagg. Figur 12. Slagg från R432 stick 3. Bottenyta med rikliga mängder kolavtryck och en del kolstycken. 20 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

21 Figur 13. Slagg från R432 stick 3. Överytan är något fluten. Figur 14. Slagg från R432 stick 3 i tvärsnitt med stora mängder svampigt järn. R432 stick 3 I detta stick finns en relativt tung bottenslagg (Fig ) med diameter på ca 100 mm och en tjocklek på ca 50 mm. Den väger 594 g. Bottenytan har rikligt med kolavtryck och enstaka kolfragment, i varierande storlek från någon millimeter till ca 10 mm långa. Slaggen är extremt trögfluten. Överytan är något mer fluten och även här finns enstaka kolstycken. Vid delning av provet framträder en mycket komplext uppbyggd slagg med slagg av varierande sammansättning vilket syns som mörkare och ljusare stråk av slagg och med stort innehåll av metalliskt järn (Fig. 14). Järnet är mestadels svampigt, lokalt finns tätare koncentrationer som är 3 4 mm stora. Här finns också inneslutna kolstycken där det största är 15 mm långt och 8 mm brett. Järnproduktion vid Stäket 21

22 R430 stick 2 I detta prov finns bland annat en större, oregelbunden slagg med relativt låg densitet. Slaggen är delvis trögfluten men på en förhållandevis plan yta framträder även tunnare stearinformade slaggsträngar med större flutenhet och som stelnat mot runt små kolstycken. Dessa är som mest ca 3 4 mm stora. På ytan finns också små slaggdroppar som är någon eller några millimeter stora. Delar av denna plana yta, ca mm, är slät och slaggen förefaller ha formats mot någon begränsade yta. Motstående sida är mer oregelbunden med flera utlöpare av trögfluten slagg. I delat tvärsnitt framträder en slagg som är tämligen porös och ljus (Fig. 15). Den innehåller också enstaka små droppar av metalliskt järn och ett fåtal kolstycken. Några mindre slaggfragment i samma prov består av såväl trögfluten som något mer fluten slagg och är mestadels relativt lätta och porösa. Figur 15. Slagg från R430 stick 2 i tvärsnitt med tydlig porositet. R428 I både stick 1 och 2 finns delar av bottenslagger där de olika typer som finns i materialet i stort finns företrädda. I stick 1 finns dels ett fragment av tätare fluten slagg av liknande typ som bottenslaggerna i R438 stick 3 och 4. I både stick 1 och 2 finns oregelbundna, delvis flutna slagger utan tydliga begräsningsformer. I stick 2 finns även några med ytor med liknande botten som i R432 stick 3. I stick 2 finns också ett oregelbundet fragment av ljust rödbränd lera med slagg på en sida. I fält upplevdes materialet från denna ruta som rödare än de andra. Slaggerna i sig uppvisar dock samma grå-svarta-bruna ytor som i de andra rutorna. Det finkorniga materialet (se nedan) är dock ljusare än i de andra rutorna. 22 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

23 Figur 16. Slagg nr 1 från R428 stick 1. Överytan och i tvärsnitt. Huvudsakligen tät slagg. Figur 17. Slagg nr 2 från R428 stick 1. Överytan och i tvärsnitt. Huvudsakligen porös slagg. Stick 1 Två slagger från stick har undersökts ytterligare. Den ena, slagg 1, är del av en bottenslagg som är ca mm tjock. I tvärsnitt framträder en homogen mestadels tät slagg, lokalt med större hålrum (Fig. 16). Den andra, slagg 2, är en oregelbunden slagg med knottrig trögfluten undersida och slätare mer fluten översida (Fig. 17). I snitt är slaggen mestadels homogent uppbyggd men har inslag av bergartskorn och är porösare än bottenslaggen med mestadels kantiga hålrum. Järnproduktion vid Stäket 23

24 Figur 18. Slagg från R5002 stick 3. Överytan och i tvärsnitt. En fluten, plan slagg med skrynklig överyta. I snitt framträder en tät och homogen slagg med små porer koncentrerade till överytan. Figur 19. Slagg från R5002 stick 3 i tvärsnitt. En oregelbundet formad rostfärgad slagg med en komplex blandning av slagg som är mycket ljus och porös, kolstycken samt små droppar av metalliskt järn. R5002 Bland slaggerna från stick 2 4 förekommer samma typer som i de andra rutorna, dvs. oregelbundna och flutna ibland relativt lätta, trögflutna och porösa, respektive platta och plana som är relativt tunna. I denna ruta förekommer dessutom slagger med en rostig röd-brun beläggning som ser sekundär ut. Stick 3 Några av slaggerna från stick 3 har delats. Bland dessa finns en liten fluten, plan slagg med skrynklig överyta. I snitt framträder en tät och homogen slagg med små porer koncentrerade till överytan (Fig. 18). 24 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

25 Slaggen är svagt magnetisk men inget metalliskt järn syns varför det är möjligt att magnetismen kommer från magnetit. En del av en bottenslagg består av en tät och homogen slagg likt de andra bottenslaggerna, möjligen med något större porer i de allra översta delarna. En oregelbundet formad slagg (Fig. 19) med rostfärgad yta består av en komplex blandning av slagg som är mycket ljus och porös, kolstycken samt små droppar av metalliskt järn. Figur 20. Slaggen från R5002 stick 4 med avtryck. Stick 4 I stick fyra finns en slagg som har formats runt något avlångt rektangulärt som är minst 50 mm långt och mm brett. Eventuellt är det avsmalnande mot ena kortsidan med rundade hörn (Fig. 20). Avtrycket är relativt plant men svagt svängt och liknar det som finns från R438 stick 3 men är något smalare och har inget likvärt avtryck i vinkel mot detta. Möjligen är det främre delen av en tång som lämnat spår i slaggen. Bland slaggerna som har delats finns, precis som i stick 3, en med oregelbunden fluten utsida med roströd beläggning som är lika komplext uppbyggd med mycket kolstycken, ljus slagg och delvis svampigt järn. En plan och platt slagg som är magnetisk på ytan visar sig i tvärsnitt domineras av en relativt tät slagg med koncentrationer av metalliskt järn i centrala delar. Finkorniga prover Finkornigt material provtogs från ett urval av rutorna för att noggrant kunna söka igenom dessa efter eventuella glödskal och/eller sprutslagger vilka inte observerades i fältarbetet. Vid genomgång i laboratoriet observerades inga glödskal i något av de fyra proven. Små, svagt magnetiska kulor fanns i ett fåtal exemplar i alla proven. Det allra finkornigaste materialet är dock genomgående magnetiskt men är Järnproduktion vid Stäket 25

26 sannolikt endast kraftigt fragmenterat material från slaggvarpets slagger och metallrester. I enstaka fall noterades visserligen tunna skal men vid närmare granskning visade dessa sig vara tunna fragment av större slagger. Det är intressant att notera att de iakttagelser om färg som gjordes för rutorna i fält också återkommer bland det finkorniga materialet. I R428 är det brunsvart, i R430 svart, i R432 gråsvart och i R5002 svartbrunt med större andel humöst material. De slaggkulor som finns kan vara sprutslagger men på några av de större slaggerna noterades små slaggkulor i ytan varför vi vet att sådana också har bildats under dessa betingelser. Återigen kan vi notera att det inte finns några tecken på föremålssmide i slaggvarpet. Slaggtyper i sammanfattning Efter att slaggerna har rengjorts och granskats mer ingående i laboratoriet än vad som var möjligt i fält har mer detaljer om deras form och sammansättning växt fram. Ett viktigt bidrag till detta är också den information som framträder då slaggerna delas. Även om flera är fragmenterade och man kan iaktta dem i profil är det viktigt med en ny snittyta för att tydligare se eventuella sammansättningsskillnader i slaggen och förekomst av små droppar av metalliskt järn som inte alls syns på gamla brottytor. Bottenslagger Bland slaggerna är bottenslaggerna med tydlig skålformad botten en av slaggtyperna. Utanför skålformen har flera av dem ytterligare en nedsänkning som löper längs ytterkanten. På flera av dessa slagger finns kolavtryck, eller rester av kol, som är tämligen finkornigt. Slaggen i botten formar lokalt också små tunna stearinlika strängar. På överytan är slaggerna mer oregelbundna och delvis mer trögflutna. I tvärsnitt framträder alltid en bottensula av tät och homogen slagg. På vissa finns påbyggnader av något porösare och mer trögfluten slagg. Dessa drag är typiska på den stora bottenslaggen i R438 men de flesta återfinns även som fragment av liknande typ, t.ex. i slaggen från bäcken, slagg från R428 stick 1 och R438 stick 3 Tunna slaggplattor och flutna slaggsträngar Andra slaggtyper utgörs av tunna slaggplattor, i storleksordningen 10 mm tjocka, av relativt fluten slagg. De finns som enskilda fragment men också som del av större slagger där även porösare slagg finns, t.ex. R432 stick 2. Det finns också slagger som är mer flutna än strängarna i bottenslaggerna och är ovala i profil med större bedd än tjocklek. Dessa är därmed också relativt platta. Flera har en svagt magnetisk överyta som också är rynkad, likt böljeslagsmärken, t.ex. R428 stick 2, R5002 stick3 och R440 stick 3. Detta mönster är bildat när en tunn hinna av slaggen stelnar först och den underliggande slaggen fortfarande är rinnande och förflyttar sig lättare än den stelare överytan. Några slaggsträngar är mer trögflutna i sin karaktär och kan vara mekaniskt utrensade snarare än att 26 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

27 de har runnit ut. Slagger av denna typ finns i R436 stick 1 och R428 stick 2 (men är inte utförligt beskrivna). Tunga järnrika slagger Det finns också ett fåtal slagger med skålformad botten som har betydligt högre densitet än de ovan beskrivna bottenslaggerna. Den tydligaste av dessa är den undersökta från R432 stick 3. Slaggen är mycket trögfluten och innehåller stora mängder metalliskt järn som dock inte är samlat i en större koncentration utan snarare impregnerad och fördelad i slaggen, dvs. svampigt järn Oregelbundna, lätta och porösa slagger En del slagger är helt oregelbunda i formen och saknar yttre begränsningsytor. De flesta är förhållandevis lätta och porösa. I snitt visar de sig vara komplext uppbyggda med mestadels kiselrik slagg, inslag av bergartskorn och stor andel kolstycken, dvs. de innehåller mycket annat än slagg men är påverkade av höga temperaturer. Järn Det finns också några klumpar med större innehåll av metalliskt järn. De som provtagits kommer båda från R432 stick 2. Den ena är en avlång, svagt svängd klump med svampigt metalliskt järn omgivet av slagg (järnprov 2). Den andra är en L-formad klump (järnprov 1), något tillplattad på en sida som har större andel järn men även i denna är det otätt och innehåller lite slagg. Bränd lera Endast ett fåtal prov har innehåll av annat än avfallsmaterial från processen. I R428 stick 2 och R436 stick 1 finns små fragment av svagt bränd lera, i det senare med ett långsmalt avtryck, den förra med en slagg på en sida. Dessa är de enda resterna från en eventuell konstruktion. Avtryck Andra avtryck finns i några slagger. Bland annat två avlånga, rektangulära i R438 stick 3 och R5002 stick 4 som möjligen är från tänger. I den stora bottenslaggen, R438, finns också en cirkelformad fördjupning som antyder ett blästerhål. Analysurval Urvalet för fortsatta analyser (Tabell 1) har gjorts så att samma slagg eller samma ruta och stick samordnas för så många analyser som möjligt. I vissa fall bedöms dock slagger som saknar inneslutna kolstycken kunna innehålla mycket strukturell eller kemisk information som är värdefull för tolkningen och har valts ut av denna anledning. Kolprover är utplockade från delade slagger (inneslutna kolstycken i R430 och R432). Även från R438 är kolprov tagna från inneslutna kolstycken men dessa förefaller väldigt finkorniga. Därför har kolprover inneslutna i slaggens ytterkant (främst botten) också tillvaratagits. Kolproverna är små och fragmenteras lätt. Kemiska och petrografiska analyser har gjorts på slagger från R430 och R438 men enbart petrografiska analyser på slaggen från R432 Järnproduktion vid Stäket 27

28 eftersom denna innehåller tämligen stora mängder metalliskt järn och därmed inte är riktigt lämplig för kemiska analyser för projektets ändamål. Från R428 fanns inga inneslutna kolstycken men dessa slagger är lämpliga för kemiska analyser och valdes därför för sådana. Här valdes två olika typer; en tätare bottenslagg och en porösare oregelbunden slagg. Tabell 1. Prover från Stäket, RAÄ 214, Hästberga 1:14, Göteryds socken, för analys. Prov nr Kol för 14 C Kemisk analys R428 stick 1 X (slagg 1) R428 stick 1 (slagg 2) Petrografisk analys R430 stick 2 X X X R432 stick 2 (järn 1) R432 stick 2 (järn 2) R432 stick 3 X X R438 stick 4 X X X R5002 stick 3 X X X X Metallografisk analys X X Petrografiska analyser R428 stick 1, Slaggprov 1 I mikroskop, liksom med blotta ögat (Fig. 16) framträder en homogent uppbyggd slagg. Den är något finkornigare allra närmast botten men generellt medel- till grovkornig, vilket visar att den har stelnat långsamt i en tämligen varm omgivning. Slaggen domineras av olivinkristaller med en glasfas i mindre omfattning samt leucit och hercynit i underordnade halter. Enstaka droppar av metalliskt järn finns fördelat i slaggen. Några fåtal koncentrationer av korrosionsprodukter, sannolikt efter metalliskt järn finns också. I botten uppträder enstaka mineralkorn från underlaget. Totalt sett är detta dock en mycket homogent uppbyggd slagg (Fig. 21), precis som noterat vid den okulära granskningen, som stelnat inne i anläggningen. R428 stick 1, Slaggprov 2 Stycket har en heterogenare uppbyggnad (Fig. 17) än slaggprov 1 från samma stick. Den är uppbyggd av växelvis slagg och annat material (Fig. 22). Slaggkomponenten har dock samma homogena sammansättning som i slaggprov 1, dvs. den består huvudsakligen av olivinkristaller med mindre mängder av glas och underordnat leucit och hercynit. I slaggen finns också ansamlingar av järnoxider som förefaller vara malm där omvandlingen till metalliskt järn inte har blivit fullständig utan stannat vid komplexa järnoxider. 28 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

29 Den andra komponenten utgörs av material med hög kiselhalt. Här finns osmälta mineralkorn, främst kvarts och en smält, kiselrik närmast glasig mellanmassa runt dessa. Slaggen och glaset är hopsmälta med varandra. Figur 21. Slagg från R428 stick 1, prov 1. Homogent uppbyggd slagg bestående av huvudsakligen olivin (ljust grå) och en glasfas (mörkare grå). Oregelbundna fläckar i flera grå nyanser är hålrum. Foto från mikroskopet. Figur 22. Slagg från R428 stick 1, prov 2. Heterogent uppbyggd slagg bestående av flera olika komponenter. Överst i bild finns slagg med liknande sammansättning som i föregående prov. Centralt förekommer järnoxider med varierande sammansättning (ljust grå) och nere till vänster (vid skalan) en mörkare glasfas som är rik på kisel. Oregelbundna fläckar i flera grå nyanser är hålrum. Foto från mikroskopet. Järnproduktion vid Stäket 29

30 R430 stick 2 Den stora porösa slaggen (Fig. 15) har undersökts i mikroskop och uppvisar en huvudsakligen homogent uppbyggd slagg. Likt slaggerna i R428 domineras den av olivin men glasfasen förekommer i större omfattning än i slaggerna från R428, vilket sannolikt förklarar den något lägre järnhalten i denna slagg från R430 (se tabell 2). Enstaka små droppar av metalliskt järn är utspridda i slaggen. Hercynit förekommer i små mängder i hela slaggen. Något ojämnt utspritt förekommer också enstaka kolstycken och kvartskorn, liksom ansamlingar av komplexa järnoxider. Dessa är eventuellt malm som inte helt har omvandlats till metalliskt järn. Slaggen har en kornstorlek som visar att den har stelnat inne i anläggningen, i varm omgivning, med liknande förhållanden som för t.ex. slaggprov 2 från R428 stick 2. R432 stick 3 Den stora mängden svampigt järn som noteras med blotta ögat (Fig. 14) framträder tydligt även i mikroskopet (Fig. 23). Den omgivande slaggen har likartad sammansättning som de andra undersökta slaggerna. Det vill säga, den består huvudsakligen av olivin och en glasfas. Flera kolstycken finns inneslutna i slaggen. Intill några av bildningarna av metalliskt järn finns också järnoxider med varierad sammansättning. Dessa är mellansteget mellan malm och det metalliska järnet men processen har inte varit fullständig. Kring flera av dessa finns också enstaka kvartskorn. Slaggen är bildad under reducerande förhållanden där malmen har omvandlats till metalliskt järn men där metallen inte har samlats till någon större smälta som tagits tillvara. Det är dock inte klarlagt om det är normalt förfarande med en större reduktionszon i härden/ugnen än vad smältan omfattar eller om denna slagg är ett mindre lyckat inslag. Figur 23. Slagg från R432 stick 3. Slagg med liknande sammansättning som i de föregående slaggerna. I denna finns också rikligt med metalliskt järn (vitt). Oregelbundna fläckar i flera grå nyanser är hålrum. Foto från mikroskopet. 30 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

31 Figur 24. Slagg från R438 stick 4. Slagg med liknande sammansättning som i de föregående slaggerna. I den övre delen (vänstra bilden) är slaggen betydligt finkornigare än i övrigt (ses som i det närmaste jämna grå fält). I den nedre delen (högra bilden) förekommer inblandning av annat material t.ex. kvartskorn och järnoxider (ljusa). Oregelbundna fläckar i flera grå nyanser är hålrum. Foto från mikroskopet. R438 stick 4 Provet är taget från den största bottenslaggen (Fig. 4). Detta utsnitt visar huvudsakligen en homogent uppbyggd slagg (Fig. 24). Endast det absoluta bottenskiktet avviker från detta. Där förekommer material från underlaget i form av kvartskorn som är delvis hopcementerade med rostigt material. Eventuellt finns här också järnoxider som är ofullständigt reducerad malm. Slaggen i övrigt är homogent uppbyggd och består av olivinlameller, en glasfas och små tunna dendriter av wüstit. Wüstit, ett järnoxidmineral, förekommer inte i de andra undersökta slaggerna men är generellt vanligt i slagger från järnframställning med något högre järnhalt än i dessa. I slaggen förekommer också enstaka droppar av metalliskt järn. Slaggen varierar något i kornstorlek. Den är mestadels medelkorning men enstaka områden, nära överytan, är finkornigare (Fig. 24) och antyder lokalt en hastigare avkylning, möjligen i tunnare slaggsträngar. Den dominerande kornstorleken antyder en tämligen långsam avsvalning i varm miljö medan de finkornigare områden i övre delen tyder på att slaggen har stelnat hastigt just där. Möjligen har slaggen tagits ut ur ugnen när slaggen fortfarande var i det närmaste smält och stelnat fort allra ytterst medan nedre delen har avsvalnat långsammare på grund av den inneboende värmen i den stora slaggvolymen. Denna slagg och några av de andra ser lite deformerade ut vilket kan tala för en utrensning i varmt tillstånd när slaggen fortfarande var formbar. Järnproduktion vid Stäket 31

32 R5002 stick 3 Den lilla tunna slaggen med tydligt fluten ytterform (Fig. 18) är homogent uppbyggd och visar tydligt på vilket sätt den har kylts av och stelnat. Slaggen består, likt de andra analyserade slaggerna, huvudsakligen av olivin och en glasfas. Slaggen är dock betydligt finkornigare än de andra och har en tydlig orientering på olivinlamellerna. Dessa är långsmala vinkelrätt mot slaggens överyta, dvs. mot avkylningsytan. Slaggen är allra finkornigast i ytterkanterna och detta är karaktäristiskt för slagger som har stelnat hastigt utanför en ugn/härd. Den innehåller också järnoxidmineral i mindre mängder. I stora delar av slaggen utgörs järnoxiden av små, tunna dendriter av wüstit mellan de långsmala olivinlamellerna. Allra överst förekommer i stället små kristaller av magnetit vilka är tydliga tecken på mer oxiderande förhållanden och typiskt för slagger som har stelnat ute i luften. Allra överst finns dessutom en tunn hinna av magnetit som ytterligare visar en hastig avsvalning i syrerik miljö. Denna slagg har runnit ur ugnen och stelnat utanför den. Den är en av få av den typen och med tanke på den ringa mängden är det inte möjligt att dra någon slutstats om att slaggtappning varit en normal slaggseparation i processen vid Stäket. Däremot kan slagg ha runnit ut ur processanläggningen som sekundär effekt av andra hanteringar, t.ex. någon mekanisk rensning eller vid blästeringången. Figur 25. Slagg från R5002 stick34. Slagg med innehåll av långsmala olivinlameller och en glasfas. I den vänstra bilden visas en översikt på nästan hela slaggens tjocklek där de vertikala lamellerna syns tydligt. I den högra bilden en detalj från slaggens övre del. Mellan olivinlamellerna finns ljusa wüstitdendriter. De ljusa mineral som finns högre upp är kantigare magnetitkristaller och allra överst en tunn ljus zon av magnetit som indikerar stelning i syrerik miljö Runda fläckar i flera grå nyanser är hålrum. Foto från mikroskopet. 32 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning

33 Metallografiska analyser R432 stick 2, Järnprov 1 Den metallografiska undersökningen visar ett metalliskt järn med en del hålrum och flera koncentrationer av rost, dvs. korroderat järn. Järnet är mestadels samlat i större, täta och kompakta koncentrationer. Endast fläckvis utgörs det av svampiga ansamlingar. Slagg är något ojämnt fördelat i järnet. Lokalt finns endast små mängder medan andra delar uppvisar större ansamlingar. Till exempel finns en del större koncentrationer av glasig slagg. Större och oregelbundet formade slagginneslutningar bestående av glas, olivin och hercynit finns också fördelade i provet. En del mindre inneslutningar består av glas och finkorniga olivinlameller. Vid etsning av metallen framträder ett järn med mycket ojämn sammansättning. Ett homogent drag är dock att metallen är tämligen grovkornig i hela provet. Järnet varierar (Fig. 26) från i det närmaste ren ferrit via ferrit med lite perlit i kornkontakterna, perlit med mindre mängder ferrit till perlitdominerat. Det innebär variationer från i det närmaste kolfritt eller någon tiondels viktsprocent järn till stål med kolhalter över 0,7 %, lokalt även nära 1 % med större andel cementit. Ett fåtal förekomster av små, rundade former kan var järnfosfid men detta är osäkert. De olika sammansättningarna uppträder på flera ytor i provet utan någon speciell systematik. Figur 26. Järnprov från R432 stick 2, prov 1. Järnet varierar i sammansättning från låga kolhalter (ljusa områden) till högre kolhalter (blå-bruna områden). De grå ytorna är slagg eller rost. Foto från mikroskopet på etsat prov. R432 stick 2, Järnprov 1 Provet består av en mestadels glasig slagg med rundade koncentrationer av metalliskt järn samlade till mindre eller större aggregat av flera. Enstaka utgörs av tätt järn men de flesta innehåller endast svampigt järn (Fig. 27) där ytterformen är tätare och innanmätet mer svampigt. Inom dessa rundade begränsningsytor är slaggen finskristallin och innehåller Järnproduktion vid Stäket 33

34 förutom glas också kristaller som sannolikt är järnsilikat i form av olivin eller pyroxen. I några glasiga ansamlingar finns rester av vad som sannolikt är kvartskorn. Vid etsning framträder en karaktäristisk korngränstextur som visar att järnet består av enbart ferrit (Fig. 28). Några små sporadiska förekomster av tunn cementit i ferritkorngränserna förekommer också. Järnet är därmed i det närmaste helt kolfritt. Figur 27. Järnprov från R432 stick 2, prov 2. Provet består av svampigt järn (ljusa ytor) i en glasig slagg (grå). Foto från mikroskopet på etsat prov. Figur 28. Järnprov från R432 stick 2, prov 2. Detalj på det svampiga järnet som består av ferrit (Svagt bruna fält), dvs. det är kolfritt. Foto från mikroskopet på etsat prov. De båda järnproven ger en inkonsekvent bild av järnframställningen. Det ena provet, med svampiga ansamlingar, är ett homogent kolfritt järn. Det andra, ett tätare järn, har en mycket varierad och heterogen sammansättning från kolfattigt järn till stål med kolhalter strax under 1 %. 34 UV GAL Rapport 2010:3. Geoarkeologisk undersökning