Torbjörn Brorsson. ICP-analys, termisk analys och godsanalys av bränd lera från Rådhuspladsen, Köpenhamn

Transkript

1 Torbjörn Brorsson ICP-analys, termisk analys och godsanalys av bränd lera från Rådhuspladsen, Köpenhamn Rapport 51, 2011

2 KKS rapporter trycks i en begränsad upplaga. Rapporten kan fås som pdf eller rekvireras i enstaka exemplar. Kontakta då Kontoret för Keramiska Studier, Vadensjövägen 150, Landskrona eller torbjorn.brorsson@keramiskastudier.se Vadensjö 2011 Alla foton av Torbjörn Brorsson om ej annat anges. 2

3 Innehåll Inledning och frågeställningar s. 4 Metod s. 4 Material s. 4 Analysresultat s. 5 Sammanfattning s. 6 3

4 Inledning och frågeställningar Vid arkeologiska undersökningar år 2011 av Rådhuspladsen (KBM 3827) påträffades bränd lera som tolkats ha inblandning av metalliskt slagg. Leran fanns i en grop vid HC Andersens Boulevard. Lerans funktion är osäker och därför har olika typer av analyser utförts på den brända leran från gropen. Analyserna syftar till att bestämma lerans kemiska sammansättning för att därmed eventuellt påvisa spår av metallhantverk, till att fastställa den högsta temperatur leran varit utsatt för och slutligen till att fastställa lerans kvalitet, vilket kan belysa dess funktion. Leran har tagits ut av Hanna Strandmark Dahlström, Köpenhamns Bymuseum. Metod Grundämnesbestämning ICP-analys Den analysmetod som använts för att bestämma lerans kemiska sammansättning är ICP-analys (Inductively Coupled Plasma). Halten av 45 olika oorganiska grundämnen undersöks, och sammansättningen kan sedan användas för att påvisa eller avfärda exempelvis ett metallhantverk. Detta sker i form av att leran jämförs med råleror och deglar från andra platser. Cirka 1 g av den brända leran krossas till ett fint pulver, som löses i en syralösning. Denna lösning injiceras i exciterad argonplasma. När atomerna utsätts för denna energi kommer elektronerna att utsända färgade ljusblixtar, i ett mönster som är unikt för varje grundämne. Detta emissionsspektra kan mätas med AES (Atomic Emission Spectrometry). Den kemiska analysen av proverna har utförts vid OMAC laboratories, Galway, Irland och bearbetningen av analysresultat har utförts av Torbjörn Brorsson. Termisk analys För att bestämma vilken högsta temperatur den brända leran varit utsatt för har termiska analyser utförts. Metoden benämns för Thermal Colour Test (TCT). Provets färg fastställes i rumstemperatur utifrån Munsell Soil Color Charts och bränns därefter i ugn i 100 -intervall från 20 C upp till 1100 C. Provet upphettas i 15 minuter i varje intervall varefter provet tas ut ur ugnen och efter 15 minuters avsvalning registreras färg och karaktär. När färgen ändras i förhållande till föregående temperatur har den tidigare högsta temperaturen uppnåtts. Godsanalys i form av tunnslip Den brända leran har studerats med hjälp av mikroskopering av keramiska tunnslip. Mikroskoperingen syftar till att studera godsets sammansättning, de keramiska råmaterialen och övriga tillverkningstekniska parametrar. Tunnslipet skall vara 0,03 mm tjockt och analysen utförs i polarisationsmikroskop vid förstoringar mellan 25X och 1000X i korsat och parallellt ljus. Lerans grovlek, magringens art, andel och största korn fastställes. De leror som använts klassificeras som fina, mellangrova eller grova leror, vilket innebär att mängden silt är låg eller saknas i finlerorna, att sandfraktionen är förekommer men är låg i mellanlerorna medan mängden sand är hög i grovlerorna. Det noteras även om en lera är sorterad eller osorterad. I en osorterad lera saknas vissa fraktioner. Tunnslipet har framställts vid Vancouver GeoTechlabs i Canada, medan mikroskoperingen utförts av Torbjörn Brorsson. Material Den brända leran påträffades i en grop vid HC Andersens Boulevard vid Rådhuspladsen i Köpenhamn. Lerans provnummer är FO

5 Analysresultat Grundämnesbestämning ICP-analys ICP-analysen visar att den brända leran till stor del har samma sammansättning som bränd lera från andra lokaler (Tab. 1). I jämförelse med deglar avsedda för bronssmältningen från Åhus och Lyse i Sverige så kan man konstatera att halterna koppar (Cu), tenn (Sn) och zink (Zn) är betydligt lägre i leran från Rådhuspladsen. Man bör därmed kunna utesluta att leran varit avsedd för att användas i ett bronshantverk. Det som är mest påtagligt med provet från Rådhuspladsen är halten järn (Fe). Denna anges i procent (%), medan många andra grundämnen anges i miljondelar (ppm), och halten järn är mer än dubbelt så hög som i många andra prover. Det enda provet som uppvisar samma höga järnhalt är provet från Kårarp i Halmstad i västra Sverige. Detta prov togs i en ugnsvägg som var avsedd för järn. Därmed påvisar ICP-analysen att den brända leran från Rådhuspladsen innehåller höga halter järn. Termisk analys Den termiska analysen visar att den brända leran ändrar färg mellan 900 och 1000 C och därmed har leran varit utsatt för höga temperaturer (Fig. 1). Det skall noteras att den del som analyserats är icke-sintrad och utgör den lägst brända biten av den brända leran. Sintringen och smälta partier av leran visar däremot att leran varit utsatt för minst 1200 C. De höga temperaturerna påvisar att den brända leran antingen använts inom ett metallhantverk eller har kommit i kontakt med värme under en hög tillförsel av syre, som exempelvis vid en eldsvåda. Med hänsyn till lerans form, som någon form av vägg/packning är metallhantverk det troligaste alternativet. Rådhuspladsen. FO Units 6 Hue Value Chroma Temperature ºC Fig. 1. Den termiska analysen visar att provet ändrar färg mellan 900 och 1000 C, och därmed har leran varit utsatt för relativt höga temperaturer. 5

6 Godsanalys i form av tunnslip Analysen i form av mikroskopering av ett tunnslip visar att den brända leran är en mycket grov lera (Fig. 2). Leran är till stora delar sintrad, men man kan tydligt se stora sandkorn (1 mm) i godset, vilket visar att leran varit grov. Huvudmineralen i leran har varit kvarts, vilket är en den vanligaste mineralen i den lokala berggrunden. I tunnslipet i figur 2 kan man i översta vänstra hörnet se ett mörkt korn. Detta är slagg, vilket bevisar att leran kommit i kontakt med järnslagg. Den grova leran var lämplig för upprepade bränningar och det var en typ av lera som tålde värme bra. De stora kornen i godset tog upp de spänningar som uppstod i godset i samband med upphettning. Man hade därmed valt en lera som kunde användas i samband med metallhantverk och slaggen antyder att leran användes tidigt i processen och man kan inte utesluta att leran var en del av en ugnsvägg. Fig. 2. Foto av den brända leran i mikroskop. Leran är grov och det övre vänstra hörnet finns slagg. Sammanfattning De olika analyserna visar samstämmigt att den analyserade leran från Rådhuspladsen kommit i kontakt med järnslagg. Förmodligen har leran använts i någon form av ugn eller ässja. 6

7 Tab. 1. ICP-analys av bränd lera från Rådhuspladsen och jämförelsematerial. Analysen visar att hela provet består av lera. Artefact Site Sample Ag Al As Ba Be Bi Ca Cd Ce Co Cr Cu Fe Ga Ge Hg K La Li Mg Mn Mo Na ppm % ppm ppm ppm ppm % ppm ppm ppm ppm ppm % ppm ppm ppm % ppm ppm % ppm ppm % Burned clay Lindängelund 4, Malmö, Skåne, Sweden Lind4 <.5 4,74 < <5 0,52 < ,30 11 <2 <1 1, , <1 0,69 Burned clay Dösemarken, Hyllie, Malmö, Skåne, Sweden Dosemarken1 <.5 3,02 <5 380 <1 <5 4,32 < ,83 7 <2 <1 3, , ,71 Burned clay Rådhuspladsen KBM, Copenhagen, Denmark Copenhagen 24 <.5 4,8 < <5 1,34 < ,51 12 <2 <1 2, , ,83 Burned clay Kårarp, Halmstad, Halland, Sweden Kararap 1 <.5 7, <5 1,74 < ,54 21 <2 <1 3, , <1 2,08 Crucible Brunnshög, Lund, Skåne, Sweden Brunn 1 14,6 2, ,62 < ,91 8 <2 <1 5, , ,81 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 32 1,4 7,82 < <5 0,13 < ,75 19 <2 <1 1, ,21 87 <1 0,21 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 33 <.5 9,3 < <5 0,92 < ,71 19 <2 <1 2, , <1 0,52 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 34 <.5 7,19 < <5 1,02 < , <1 2, , <1 0,7 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 35 1,8 7,88 < <5 1,18 < ,13 15 <2 <1 2, , ,49 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 36 0,5 10,05 < <5 0,82 < ,74 15 <2 <1 2, , <1 0,41 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 37 3,3 7,01 < <5 0,19 < ,69 22 <2 <1 1, , ,21 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 38 6,7 5, <5 0,61 < ,85 10 <2 <1 1, , <1 0,37 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 40 <.5 9,08 < <5 0,21 < ,76 16 <2 <1 1, , <1 0,22 Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus 41 <.5 8,77 < <5 0,43 < ,03 22 <2 <1 0, , ,18 Crucible Lyse, Bohuslän, Sweden Lyse 1 0,8 7, <5 1,07 < , <1 4, , ,5 Crucible Lyse, Bohuslän, Sweden Lyse 2 29,2 7, <5 1,63 < , <1 4, , ,23 Artefact Site Sample Nb Ni P Pb Rb S Sb Sc Se Sn Sr Ta Te Th Ti Tl U V W Y Zn Zr ppm ppm % ppm ppm % ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm Burned clay Lindängelund 4, Malmö, Skåne, Sweden Lind , <.01 <5 7 <10 <5 94 <2 < <5 <10 43 < Burned clay Dösemarken, Hyllie, Malmö, Skåne, Sweden Dosemarken , ,01 <5 4 <10 <5 305 <2 < <5 <10 30 < Burned clay Rådhuspladsen KBM, Copenhagen, Denmark Copenhagen , <.01 <5 8 <10 <5 124 < <5 <10 62 < Burned clay Kårarp, Halmstad, Halland, Sweden Kararap , ,01 <5 16 <10 <5 232 <2 < <5 <5 103 < Crucible Brunnshög, Lund, Skåne, Sweden Brunn , < < <2 < <5 <5 33 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,01 <5 14 < <2 < <5 <5 83 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,01 <5 9 < <2 < <5 <5 49 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,02 <5 10 < <2 < <5 <5 70 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,01 <5 12 < <2 < < < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,03 <5 9 < <2 < <5 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,01 <5 10 < <2 < <5 <5 71 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , , < <2 < <5 <5 48 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , ,01 <5 4 < <2 < <5 <5 18 < Crucible Åhus, Skåne, Sweden Åhus , <50 0,02 <5 12 < <2 < <5 <5 81 < Crucible Lyse, Bohuslän, Sweden Lyse , ,04 <5 6 <10 <5 142 <2 < < < Crucible Lyse, Bohuslän, Sweden Lyse , < < <2 < <5 <5 38 <

8 Rapporter från Kontoret för Keramiska Studier / Ceramic Studies, Sweden Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4 Nr 5 Nr 6 Nr 7 Nr 8 Nr 9 Nr 10 Nr 11 Nr 12 Nr 13 Nr 14 Nr 15 Nr 16 Nr 17 Nr 18 Nr 19 Godsanalys av keramik från sju lokaler inom Naturgasprojektet i Bohuslän, samt från Tega Prästgård i Ytterby sn. en studie av framställningsteknik och kärlgods under senneolitikum, yngre bronsålder och äldre järnålder. Godsanalys av tredje gruppens keramik en studie av keramik från Torslunda, Tierp sn, Uppland Lerbottnar från och 1200-talen. Analys av råleror som ett bidrag till lerbottnars funktion. Kv. Liljan, Malmö, Skåne Gudomliga skärvor en inblick i ett andligt mellanneolitikum. Analys av keramik från gånggriften i Västra Hoby, Kävlinge, Skåne Termiska analyser av bränd lera från ugnar i Norra Hyllievång, Malmö, Skåne Hällristningens keramik en inblick i keramiken från hällristningen samt boplatsen i Tossene, Tossene sn. Sotenäs kn, Bohuslän Termiska analyser av sandprover från gravfältet i Odberg, Larvik kommun, Vestfold, Norge A Scandinavian pot from a grave at the Viking age settlement Timerevo, Russia - a study of the ware as a contribution to the interpretation of the pot Täljstensmagrad keramik från Rämne i Bohuslän Vikingatida keramik från Säby, Vintrosa sn. Närke - Analys av kärlgods från fyra krukor Klockbägarkeramik från Bejsebakken, Aalborg, Danmark. Analys av gods och hantverksteknologi. Keramik från Gyllins Trädgårdar, Husie, Malmö. En studie av keramik från övergången mellan tidig- och mellanneolitikum samt förromersk järnålder. Termiska analyser Konserveringsrapport Gropkeramik från Strålsjön i Nacka sn. Södermanland. Analys av kärlgods och lokal rålera. Analyses of pottery from Area A, B and C at Monte Polizzo, Sicily. Pottery from the 6 th century BC. - Ware analyses and chemical analyses The pottery craft at Büssow and Penkun near Storkow in Vorpommern, Germany - Ware analyses and chemical analyses of Slavonic vessels and Harte Grauware Godsanalys av stridsyxekeramik från Bunkeflostrand, Bunkeflo sn, Malmö Analys av rituellt nedlagda lerkulor från Göteborg 66, Kallebäck, Göteborg Medeltida keramik från Ystad en studie av material från fyra undersökningar. Keramik från förhistorisk och historisk tid. Workshop om ny kunskap om keramik inom arkeologin. 1 februari 2 februari 2008 Nr 20 Keramiken från Tanum 544:4 och Tanum 1840 Nr 21 Termiska analyser av bränd lera från kupolugn i Tumbo 148, Berga 1:3 & 1:5, Tumbo socken, Eskilstuna kommun, Södermanland Nr 22 Keramiken från Nibble, Tillinge sn, Enköping - Skärvor med rituell betydelse från slutet av bronsåldern Nr 23 Godsanalys av gropkeramik från Fembäcke, Vendel sn, Uppland Nr 24 Godsanalys av gropkeramik och stridsyxekeramik från Lötvreten, Valbo sn, Gästrikland Nr 25 Godsanalys av trattbägarkeramik från Nävertorp, Mogetorp och Östra Vrå, Södermanland Nr 26 Snäckskal, kalksten eller ben? Godsanalys av gropkeramik från Sittesta, Ösmo sn, Södermanland Nr 27 Godsanalys av trattbägarkeramik och järnålderskeramik från Påljungshage, Nyköping, Södermanland Nr 28 Slijpplaat- en ICP-analyse van aardewerk uit TRB-context te Hattemerbroek, Nederland Nr 29 Analys av bränd lera med metallrester från Löddeköpinge 90:4, Skåne Nr 30 Analys av gravkeramik från yngre romersk järnålder från Skee 1090, Bohuslän Nr 31 Keramik från övergången mellan förromersk och romersk järnålder från Brunnshög, Lund, Skåne Nr 32 The Medieval pottery from Gásir in Northern Iceland Nr 33 Godsanalys av gravkärl från yngre bronsålder och äldre järnålder, Påljungshage, Nyköping, Södermanland Nr 34 Godsanalys av mellanneolitisk keramik från palissaden i Brunnshög, Lund, Skåne Nr 35 Lokalproducerad och importerad keramik. ICP-analys av och 1700-talskeramik från kv. Diplomaten, Jönköping, Småland Nr 36 Holländskt och lokalproducerat efterreformatoriskt rödgods från kv. Skepparen 24, Malmö, Skåne. Nr 37 Godsanalys av järnålderskeramik från Säby, Uppsala, Uppland. Nr 38 Slijpplaat- en ICP-analyse van aardewerk uit Hattemerbroek-Zuid, Nederland Nr 39 Rituell keramik - Godsanalys av keramik från Tanum 539, Bohuslän Nr 40 Godsanalys av gropkeramik och senneolitisk keramik från Norslunda, Uppland

9 Nr 41 Nr 42 Nr 43 Nr 44 Nr 45 Nr 46 Nr 47 Nr 48 Nr 49 Nr 50 Nr 51 Döserygg keramik från dösar och processionsväg. Skegrie sn. Skåne Analys av förromersk keramik från Göteborg Analys av glas och tegel från Lödöse, Västergötland Analys av keramik och bränd lera från Qalhât, Oman Godsanalys av senneolitisk keramik från Fors 125 och järnålderskeramik från Fors 143, Trollhättan, Västergötland Slavonic and Saxon pottery from Meetschow. Ware analyses and ICP analyses. ICP analyses of ceramics from Scandinavia and from Kolkuós in Iceland. Trattbägarkeramik vid Viskan studie av tidigneolitisk offerkeramik från Veddige, Halland Tobacco pipes from Hólar, Iceland The use of ICP analyses to determine the origin Analys av bränd lera från Kårarp, Halmstad, Halland ICP-analys, termisk analys och godsanalys av bränd lera från Rådhuspladsen, Köpenhamn 9