Glasproduktion i Lödöse

Transkript

1 UV UPPSALA RAPPORT 2009:04 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Glasproduktion i Lödöse Kemiska analyser av glassmältor Västergötland, Sankt Peders socken, Lödöse, Kroken 1:59, fornlämning 23 Lena Grandin G A L Geoarkeologiskt Laboratorium pport 2009:xx. Geoarkeologisk undersökning

2 2 UV Uppsala Rapport 2009:xx. Geoarkeologisk undersökning

3 UV UPPSALA RAPPORT 2009:04 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Glasproduktion i Lödöse Kemiska analyser av glassmältor Västergötland, Sankt Peders socken, Lödöse, Kroken 1:59, fornlämning 23 Lena Grandin A G L Geoarkeologiskt Laboratorium Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 3

4 Riksantikvarieämbetet Avdelningen för arkeologiska undersökningar UV Uppsala Portalgatan 2A Uppsala Växel: Fax: e-post: e-post: Riksantikvarieämbetet UV Uppsala Rapport 2009:04 ISSN Utskrift Uppsala, UV Uppsala Rapport 2009:xx. Geoarkeologisk undersökning

5 Innehåll Inledning... 7 Uppdrag... 7 Syfte och mål... 7 Material och metod... 7 Resultat... 8 Okulär granskning... 8 Prov märkt påse Prov märkt påse Kemiska analyser... 9 Diskussion och tolkning Referenser Administrativa uppgifter Figurer Tabellförteckning Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 5

6 6 UV Uppsala Rapport 2009:04. Geoarkeologisk undersökning

7 Inledning Uppdrag Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL) vid Riksantikvarieämbetet, UV Uppsala, har fått uppdrag från Anna Ihr vid Institutionen för Arkeologi och Antikens Historia vid Göteborgs universitet att analysera två glassmältor. Dessa kommer från Lödöse, fornlämning 23 i Sankt Peders socken, Västergötland. Syfte och mål Frågan från uppdragsgivaren gäller att med hjälp av kemisk sammansättning jämföra två prover av glas från samma lokal. En hypotes är att det ena provet är förstadium till glas. Material och metod GAL har fått två prover, märkta Lödöse påse 1 och Lödöse påse 5, av svart glasigt material för denna analys. En okulär dokumentation görs av proverna i stereolupp och ett representativt provmaterial väljs för analys. Proverna analyseras med hjälp av grundämnesanalys hos ALS Scandinavia i Luleå. Använd analysmetod, ICP, analysprogram G2 och MG2, samt provberedning beskrivs på ALS Scandinavias hemsida. Eftersom den viktigaste frågan i uppdraget rör om de två proverna är glas av samma typ, och om ett av dem kan vara förstadiet till glas är det av betydelse att välja lämpligt analysprogram för proverna och vilka ämnen som förväntas ingå i dem. Att de är glas innebär att de är silikatrika. Glas kan också innehålla flera andra komponenter som t.ex. natrium, kalcium och magnesium. Därför är det viktigt att välja ett analysprogram där dessa ingår. Vidare kan glas, och speciellt förstadier till glas, innehålla bly. Bly är ett ämne som kräver annan provberedning för att kunna analyseras med ovanstående metod. Eftersom vi kan förvänta oss att glasproverna innehåller ämnen ur båda dessa grupper måste respektive prov delas i en förberedande provberedning. Ett av proven (nr 5) väger mindre än en tiondels gram och denna ringa mängd innebär svårigheter att få tillräckligt med material för båda analyserna. Det större provet (nr 1), som är det som uppdragsgivaren misstänker är förstadiet till glas, kommer att kunna analyseras i två delar, men för det mindre provet kommer huvudämnena att prioriteras om det visar sig att provet är för litet för båda analysmomenten. Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 7

8 Resultat Okulär granskning Prov märkt påse 1 Provet består av en svart oregelbunden glasig klump med knölig och porös yta (Fig. 1). En sida har en ljus fastsmält krusta. I kontakten mot det svarta glaset syns långsmala kristaller. Provet delades för att inte få med krustan i analysen. Vid delning framträder en yta med mer opakt men ljusare glas i kontakt med det mer transparanta svarta glaset. Hela provet väger 4,5 g och 2,9 g har skickats för analys. Figur 1. Prov 1. En oregelbunden glasig klump med många hålrum i ytan. Uppe till vänster framträder en ljusare krusta. Skalstrecken är i millimeter. Prov märkt påse 5 Provet består av en grönsvart oregelbunden klump med flera ytor med tydliga mussliga brott. Glaset är transparent och uppvisar vid genomlysning en ljusare grön nyans. Vid genomlysning framträder också flera luftbubblor tydligt även inne i provet (Fig. 2). Provets vikt är 0,08 g och allt har skickats för analys. Figur 2. Prov 5. Glasigt fragment med flera tydliga brottytor med mussligt brott. Bilden har gjorts något ljus för att illustrera glasets transparens och förekomsten av luftbubblor. En bubbla syns särskilt tydligt i övre högra delen. Skalstrecken är i millimeter. 8 UV Uppsala Rapport 2009:04. Geoarkeologisk undersökning

9 Kemiska analyser De båda proven analyserades av ALS Scandinavia AB. Prov nr 1 analyserades med program MG2 och prov nr 5 med program nr G2. I program G2 ingår huvudämnen, återgivna i oxidform, samt flertal spårämnen som anges som metaller. Program MG2 innehåller dessutom en del andra spårämnen, t.ex. bly, arsenik, kadmium och kobolt, vilka kräver annan provbehandling före analys. Fullständiga analysresultat återfinns i tabell 1. Tabell 1. Totalkemiska analyser av glas från Lödöse, Sankt Peders socken, Västergötland. Den första delen av tabellen presenterar halter av huvudelementen i procent medan andra delen presenterar halter av spårelement i mg/kg. Analyserna är genomförda av ALS Scandinavia AB, analys nr L med program MG2 och L med program G2. Allt järn är återgivet som Fe 2 O 3. - i tabellen visar att ämnet inte är analyserat. Värden markerade med < innebär att ämnet inte är noterat i halter över denna nivå. Ämne viktsprocent Prov 1 Prov 5 SiO 2 64,2 52,0 TiO 2 0,717 0,59 Al 2 O 3 15,7 12,7 Fe 2 O 3 6,93 4,53 MnO 0,0878 0,498 MgO 2,06 3,67 CaO 2,12 16,8 Na 2 O 2,11 3,43 K 2 O 4,14 3,25 P 2 O 5 0,172 1,05 Glödförlust -0,2 Summa 98,0 98,5 Ämne mg/kg Prov 1 Prov 5 Be 3,17 2,38 S <40 Sc 15,5 11,7 V ,5 Cr 79,7 39,4 Co 14,1 <10 Ni 30,4 <20 Cu 22,7 Zn 125 As 7,16 Sr Y 40,8 34,8 Zr Nb 19,4 12,4 Mo <6 <10 Cd 0,124 Sn 4,39 Ba W <60 <100 Pb 27,9 Hg <0,02 Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 9

10 För att lättare få en överblick av resultaten är diagram ett lämpligt format. I ett diagram (Fig. 3) presenteras halterna av de olika huvudämnena som oxider. Där framgår att de flesta förekommer i samma storleksordning i de två proverna. Den största skillnaden återfinns i kalciuminnehållet. Prov nr 5 har ett betydligt högre innehåll av CaO än nr 1 (se Tabell 1; 16,8 respektive 2,12 %). Omvänt har prov nr 1 högre innehåll av kisel än prov nr 5 (64,2 respektive 52,0 %). Det är intressant att notera att den högre kalciumhalten förekommer i det prov som saknar krusta och inte i det prov som har en ljusare krusta. Denna ingick inte i analysen och det förefaller inte heller som om den har bidragit med något kalciuminnehåll. Analyser av glasprover P1 P % SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Huvudämnen som oxider Figur 3. Innehåll av huvudämnen i de båda analyserade glasproverna. Data är hämtade från tabell 1. I det andra diagrammet (Fig. 4) finns spårämnena samlade. De flesta ämnen som har analyserats i båda proverna förekommer i halter av samma storleksordning även om de absoluta halterna av krom, strontium och barium skiljer sig åt mellan proven (jämför Tabell 1). I diagrammet saknas värden för några ämnen som har analyserats. Dessa är molybden och volfram som har noterats i halter under detektionsnivåerna för båda proverna. I diagrammet finns inte heller punkter för kobolt och nickel för prov nr 5 trots att dessa har ingått i analysprogrammet. Dessa förekommer dock i halter under respektive detektionsnivå. I tabellen ser vi dock att denna nivå ligger nära de värden som har observerats för prov nr 1. Det är med andra ord möjligt att även kobolt och nickel förekommer i halter av samma storleksordning i de båda proven. 10 UV Uppsala Rapport 2009:xx. Geoarkeologisk undersökning

11 Bly kunde analyseras enbart i det ena provet. Det visade sig dock att halten är tämligen låg, 27,9 mg/kg. Hypotesen att proverna eventuellt kan innehålla förhöjda blyhalter finns det därmed inga belägg för. Analyser av glasprover P1 P5 mg/kg ,1 Be Sc V Cr Co Ni Cu Zn As Sr Y Zr Nb Cd Sn Ba Pb Spårämnen Figur 4. Innehåll av spårämnen i de båda analyserade glasproverna. Data är hämtade från tabell 1. I diagrammet saknas värden för några ämnen som har analyserats i båda proverna (Mo, W). Dessa har noterats i halter under detektionsnivåerna. Här finns inte heller punkter för kobolt och nickel för prov nr 5 trots att dessa har ingått i analysprogrammet. Dessa förekommer dock i halter under respektive detektionsnivå. Diskussion och tolkning I stora drag är de två glasproverna likartade men det finns en skillnad i kalcium- och kiselinnehåll. Hur stor variation som vanligtvis kan uppträda inom en lokal glasproduktion är dock inte möjligt att avgöra utifrån två analyser. Eftersom prov 5 utifrån flera aspekter kan betraktas som glas och frågan om prov 1 skulle kunna vara smält lera var av intresse kan vi studera förekomsten av några ämnen mer detaljerat. Materialet har en tämligen hög aluminiumhalt, tillsammans med ett kaliuminnehåll, vilket också förknippas med leror. Som jämförelse kan vi visa resultaten för ett lerprov och några ugnsväggar från en järnframställningsplats (data i GALs databas) där stora likheter finns mellan dessa ugnsväggsleror och de nu analyserade glasproverna från Lödöse vad gäller t.ex. aluminiumhalten (Fig. 5). Termen glas är också en beskrivning på ett icke-kristallint material och skulle kunna bildas från lera som smälter helt och stelnar utan att kristallisera. För att skilja dessa åt kan strukturundersökningar i mikroskop vara en hjälp då det i leran kan finnas rester som inte är helt smälta eller en successiv övergång till ett mindre Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 11

12 smält material. Sådana undersökningar har dock ej gjorts för de två aktuella proverna. Om vi också jämför med enstaka analyser av glas och naturligt bildat glas, i form av obsidian (från Island) ser vi i figur 5 att det även bland sådana finns förhöjda halter av aluminium. Frågan om varifrån kalcium kommer är också av intresse. Kalk är ett teoretiskt alternativ. I figur 5 visar en glasskrapa och ett medeltida pottaskaglas också förhöjda kalciumhalter, till och med högre än prov 5 (data från Kresten 1999, och referenser däri). Ett annat alternativt ursprung är aska från ved som används i tillverkningen av pottaska. Som exempel (Fig. 5) visas björkved och björkbark som båda har höga halter av kalcium. Med utgångspunkt i diskussionen framgår att det teoretiskt finns möjligheter för att det undersökta materialet skulle kunna vara smält lera, men eftersom sammansättningen är likartad i de båda proven och prov 5 är tolkat som ett glas bör de båda proven ha likartad bakgrund. Det är därmed fullt möjligt att båda de nu analyserade proverna är glas Lerprov ugnsvägg Ugnsvägg järnframställning Ugnsvägg järnframställning Ugnsvägg järnframställning Lödöse P1 Lödöse P5 Glasskrapa Obsidian Pottaskaglas Björkved aska Björkbark aska % SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Huvudämnen som oxider Figur 5. Innehåll av huvudämnen i de båda analyserade glasproverna i jämförelse med lerprover och tillhörande ugnsvägg från järnframställning (GALs databas) samt med en glasskrapa, medeltida pottaskaglas, naturlig obsidian samt aska från björkved och björkbark. De senare är hämtade från Kresten 1999 och referenser däri. 12 UV Uppsala Rapport 2009:04. Geoarkeologisk undersökning

13 Referenser Analysdatabas hos Geoarkeologiskt Laboratorium Kresten, P Analys av glasskrapan från Berthåga kyrkogård, Dnr , Bondkyrko sn, Uppland. Geoarkeologiskt Laboratorium, Analysrapport Uppsala. Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 13

14 Administrativa uppgifter Riksantikvarieämbetets dnr: Riksantikvarieämbetets projektnummer: Projektgrupp: Lena Grandin och Eva Hjärthner-Holdar. Underkonsulter: ALS Scandinavia AB i Luleå. Digital dokumentation: förvaras på UV Uppsala. Fotografier: Lena Grandin. 14 UV Uppsala Rapport 2009:04. Geoarkeologisk undersökning

15 Figurer Figur 1. Prov 1. En oregelbunden glasig klump med många hålrum i ytan. Uppe till vänster framträder en ljusare krusta. Skalstrecken är i millimeter. Figur 2. Prov 5. Glasigt fragment med flera tydliga brottytor med mussligt brott. Bilden har gjorts något ljus för att illustrera glasets transparens och förekomsten av luftbubblor. En bubbla syns särskilt tydligt i övre högra delen. Skalstrecken är i millimeter. Figur 3. Innehåll av huvudämnen i de båda analyserade glasproverna. Data är hämtade från tabell 1. Figur 4. Innehåll av spårämnen i de båda analyserade glasproverna. Data är hämtade från tabell 1. I diagrammet saknas värden för några ämnen som har analyserats i båda proverna (Mo, W). Dessa har noterats i halter under detektionsnivåerna. Här finns inte heller punkter för kobolt och nickel för prov nr 5 trots att dessa har ingått i analysprogrammet. Dessa förekommer dock i halter under respektive detektionsnivå. Figur 5. Innehåll av huvudämnen i de båda analyserade glasproverna i jämförelse med lerprover och tillhörande ugnsvägg från järnframställning (GALs databas) samt med en glasskrapa, medeltida pottaskaglas, naturlig obsidian samt aska från björkved och björkbark. De senare är hämtade från Kresten 1999 och referenser däri. Tabellförteckning Tabell 1. Totalkemiska analyser av glas från Lödöse, Sankt Peders socken, Västergötland. Den första delen av tabellen presenterar halter av huvudelementen i procent medan andra delen presenterar halter av spårelement i mg/kg. Analyserna är genomförda av ALS Scandinavia AB, analys nr L med program MG2 och L med program G2. Allt järn är återgivet som Fe 2 O 3. - i tabellen visar att ämnet inte är analyserat. Värden markerade med < innebär att ämnet inte är noterat i halter över denna nivå. Glasproduktion i Lödöse. Kemiska analyser av glassmältor 15