Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet?

Transkript

1 UV UPPSALA RAPPORT 2009:15 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? Kemiska analyser av slagger från järnframställning Norge: Oppland, Vestfold, Aust-Agder, Buskerud och Hedmark Ingår i projektet Iron Origins Lena Grandin TiO 2 (viktsprocent) G V (mg/kg) A L Geoarkeologiskt Laboratorium

2

3 UV UPPSALA RAPPORT 2009:15 GEOARKEOLOGISK UNDERSÖKNING Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? Kemiska analyser av slagger från järnframställning Norge: Oppland, Vestfold, Aust-Agder, Buskerud och Hedmark Ingår i projektet Iron Origins Lena Grandin A G L Geoarkeologiskt Laboratorium Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 3

4 Riksantikvarieämbetet Avdelningen för arkeologiska undersökningar UV Uppsala Portalgatan 2A Uppsala Växel: Fax: e-post: e-post: Figur på framsidan: Tappslagg från C56041/27, Haglebu. Figur på framsidan: Jämförelse av de undersökta slaggernas innehåll av vanadin och titan. Slagger från olika regioner grupperar sig kring olika värden. Se figur 10 för mer information Riksantikvarieämbetet UV Uppsala Rapport 2009:15

5 Innehåll Sammanfattning... 7 Abstract... 8 Inledning... 9 Undersökningens förutsättningar... 9 Metod Granskning Provtagning Kemiska analyser Utvärdering av analyser Resultat De analyserade slaggerna Haglebu, Sigdal kommune, Buskerud Breive Hovden, Bykle kommune, Aust-Agder Godtstøylbekken Hovden, Bykle kommune, Aust-Agder Rødbøl, Larvik kommune, Vestfold Dokkfløy, Gausdal kommune, Oppland Beitostølen, Øystre Slidre kommune, Oppland Borgen, Sør-Fron kommune, Oppland Analysresultat Järn och kisel Aluminium, kalcium, kalium, magnesium och kisel Mangan, fosfor, magnesium, titan och relaterade spårämnen Sällsynta jordartsmetaller Tolkning och utvärdering Regionala kemiska skillnader Val av analysmetod Slutord Referenser Administrativa uppgifter Figurer Tabellförteckning Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 5

6 6 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

7 Sammanfattning Vid Kulturhistorisk museum, Oslo universitet, har ett projekt, Iron Origins, nyligen initierats för att utreda om det är möjligt att proveniensbestämma norska järnfynd från järnålder, speciellt vikingatid, och medeltid. Som ett led i projektet ingår analyser av slagger för att bygga upp en referenssamling för framtida analyser av järnfynd. Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL), vid Riksantikvarieämbetet har fått uppdrag av Kulturhistorisk museum att genomföra dessa inledande slagganalyser. Ett syfte med denna förberedande, och begränsade, undersökning var att ta reda på om det kan vara möjligt att särskilja slagger från järnframställningsplatser i olika regioner med hjälp av deras kemiska sammansättning. Prover valdes från tidigare undersökta norska järnframställningsplatser i Oppland, Vestfold, Aust-Agder, Buskerud och Hedmark. De preliminära resultaten visar att det är rimligt att skilja olika regioner, i olika geologiska miljöer, från varandra men att det inom regionerna är svårare att entydigt hitta generella skillnader. I vissa fall finns även stora variationer inom en begränsad plats. Genom att i utvärderingen betrakta slaggerna som ett större massmaterial där det är grupperna snarare än varje enskild slagg som är av betydelse, är det möjligt att använda vissa huvudämnen som en första särskiljande indikator. Enskilda ämnen kan dock inte påvisa en viss region utan en kombination av flera ämnen i högre och lägre halter är avgörande för ett urskiljande. Vi har i denna undersökning belyst några kemiska ämnen som är användbara i vissa fall, och andra som är mindre lämpliga. Som exempel kan vi nämna att slaggerna från Hedmark respektive Vestfold tydligast skiljer sig från de andra regionerna på flera sätt. De förstnämnda har t.ex. höga, men starkt varierande, mangan- och fosforhalter men de sistnämnda har genomgående låga halter av dessa ämnen. Slaggerna från Vestfold skiljer sig från övriga regioner också med avseende på innehåll och proportioner av sällsynta jordartsmetaller som speglar områdets geologiska sammansättning väl. Slagger från tre olika platser i Oppland uppvisar däremot ingen samlad kemisk bild vilket illustrerar att geografiska regioner inte nödvändigtvis sammanfaller med de geologiska. Det har också visat sig att det vid en första anblick är vanskligt att särskilja slagger från Buskerud från de från Aust-Agder men genom att kombinera flera ämnen, t.ex. titan, magnesium och vanadin, bör det vara möjligt. Slutsatsen från den inledande utvärderingen av analyserna är att det är rimligt att gå vidare med analysarbete som ett redskap för att kunna urskilja olika regioner med järnframställning. Så här långt är det möjligt att använda ett grovmaskigt nät och se skillnader mellan regioner med olika geologiska miljöer med hjälp av en kombination av olika huvudoch spårämnen i slaggerna. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 7

8 Abstract At the Cultural museum, Oslo University a project, Iron Origins, was recently started to find out whether it is possible to provenance Norwegian iron items from Iron Age, specially the Viking Age, and Medieval Period. A part of the project comprises chemical analyses of slags to establish a reference data base for potential analyses of iron objects. In order to study if slag chemistry from various regions can be discriminating, the Geoarchaeological Laboratory, Swedish National Heritage Board was asked to perform some preliminary bulk chemical analyses on a limited number of samples. These were selected from previously excavated iron production sites in Oppland, Vestfold, Aust- Agder, Buskerud and Hedmark. The preliminary results indicate that it is reasonable to distinguish various regions, in distinct geologic environments, but that it within regions might be more difficult to definitely find differences that are general. However, in some regions there are large variations also within a more limited site. In the assessment of data, the slags were regarded as bulk material from each site rather than as individual samples, and it is than possible to use some major elements as an initial distinctive indicator. Single elements can however not in general be applied as discriminators for a certain region but major, minor and trace elements in combination in higher or lower concentrations, have proven useful for distinguishing some sites. In this initial study we have enlightened some elements that might be more useful, an also pointed out others that are less indicative. As example we can point out that the slags from Hedmark and Vestfold, respectively, are most evidently separated from the slags from the other studied regions in many ways. Those from Hedmark e.g. have high, but varying, concentrations of manganese as well as phosphorus while those from Vestfold show the lowest content of both elements. The slags from Vestfold also have concentrations and proportions of rare earth elements that distinguish them from the other regions and clearly reflect the local geological composition. The slag samples from three various sites in Oppland, in contrast, present a heterogeneous chemical image that illustrates that the geologic regions not necessarily correspond to the geographic regions. The interpretation of the chemical data has also pointed out that it was not straight forward to separate slags from Aust- Agder and Buskerud, but by combining several elements as titanium, magnesium and vanadium it seems more plausible to find a distinction. The conclusion from this preliminary evaluation of the analytical results is that is reasonable to proceed with chemical analyses as one of the tools for distinguishing various iron production regions in Norway. So far, major, minor and trace elements in slag samples from iron production can be combined to make a basic division between various regions that correspond to geologic areas with specific compositions. 8 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

9 Inledning Vid Kulturhistorisk museum, Oslo universitet, har ett projekt, Iron Origins, nyligen initierats för att utreda om det är möjligt att proveniensbestämma järnfynd från järnålder, speciellt vikingatid, och medeltid. Som ett led i projektet ingår analyser av slagger för att bygga upp en referenssamling för framtida analyser av järnfynd. Geoarkeologiskt Laboratorium (GAL), vid Riksantikvarieämbetet har fått uppdrag av Jan Bill och Bernt Rundberget vid Kulturhistorisk museum att genomföra dessa inledande slagganalyser. Undersökningens förutsättningar Projektet Iron Origins har valt att inledningsvis prioritera analyser av slagger från flera tidigare undersökta järnframställningsplatser i några olika områden för att se om det finns något i deras kemiska sammansättning som är utmärkande för respektive plats. En del lokaler är nyligen undersökta, medan andra undersöktes framförallt på 1990-talet. Det är i detta sammanhang också viktigt att se inom vilka ramar som slaggerna på varje plats varierar. I resultaten finns också möjlighet att se vilka ämnen som kan vara intressanta att studera vidare och om dessa kan vara användbara för att urskilja olika områden. Tidigare har Geoarkeologiskt Laboratorium, på uppdrag av Kulturhistorisk museum, genomfört ett stort antal kemiska analyser av slagger från Gråfjell i Hedmark. Totalt analyserades ca 50 slagger från flera järnframställningsplatser inom området. Nyligen har också slagger från Rødbøl, Larvik i Vestfold undersökts på motsvarande sätt, också det på uppdrag av Kulturhistorisk museum. Slaggerna som ska analyseras i detta projekt är hämtade från flera olika områden. Tre av dessa områden är från de sydligaste delarna av landet. De är Hovden i Aust-Agder, Haglebu i Buskerud och Larvik i Vestfold. Alla dess prover kommer från järnframställningsplatser som är daterade till första delen av medeltid. De flesta slaggerna är av typen tappslagg och de resterande är bottenslagger. De kommer antingen från en ugn eller från en slagghög som vanligen är kopplad till en ugn. Slagger kommer också från Oppland längre norrut där det har varit omfattande järnframställning och området är därmed av betydelse som ett referensmaterial i projektet. Slaggerna från Oppland kommer från tre olika områden, Dokkfløy och Beitostølen som är från vikingatid och medeltid och Borgen, i Sør-Fron, som är från romartid. Bland dessa slagger förekommer såväl tappslagger som bottenslagger. Dessa inledande analyser genomförs som ett mycket begränsat projekt där det inte ryms några omfattande tolkningar av analysresultaten. Därför kommer fokus att ligga på att påtala några exempel på ämnen som skulle kunna vara särskiljande från olika regioner. Till hjälp i detta inledande, preliminära, tolkningsarbete kommer data från en nationell geokemisk kartläggning av sediment (Ottesen m.fl. 2000) som gjorts för hela Norge att användas. I denna geokemiska atlas presenteras data med hjälp av kartbilder, diagram och förklarande text. Data presenteras med hjälp av en regionindelning baserad på geologiska förhållanden. I samband med Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 9

10 tolkningsarbetet återkommer vi till denna regionindelning där slaggerna hör hemma i fem av atlasens definierade regioner. Metod Granskning Alla slagger granskas inledningsvis okulärt och karaktäriseras med avseende på bland annat form, typ och grad av magnetism. De som kan vara av intresse för kemiska analyser delas också och tvärsnittet undersöks för att få ytterligare information om hur slaggerna är sammansatta och om de är homogent eller heterogent uppbyggda. Provtagning Slaggerna som ska analyseras delas för att vi ska få kunskap om deras uppbyggnad. Eftersom slaggerna ska analyseras kemiskt för att kunna få en uppfattning om varje slaggs, och varje järnframställningsplats, kemiska signatur är det viktigt att det endast är slaggen som har bildats under järnframställningsprocessen som analyseras. Det innebär att andra komponenter som bränd lera från eventuella ugnsväggar eller sandigt och grusigt material som smält fast från underlaget inte får ingå. Dessa material har inte deltagit i processen och har inte heller sitt ursprung i den malm som använts på området. Därför har allt sådant tagits bort i provhanteringen och det är endast slagger som har ingått i proverna som analyseras kemiskt. Vanligtvis undersöks kemiskt analyserade slagger i mikroskop för att exakt veta vad som har analyserats. Vi har valt att inte prioritera detta i denna undersökning utan fokusera på deras kemiska sammansättning. Från varje slagg har dock ett tvärsnitt sparats för att kunna komplettera med undersökningar i mikroskop vid annat tillfälle. Kemiska analyser Totalkemisk analys utfördes på slaggerna hos ALS Scandinavia, Luleå. Använd analysmetod är ICP-AES för huvudelement och ICP-QMS för spårelement. Totalt analyserades 43 element i varje prov. Utvärdering av analyser Resultaten från analyserna återges i sin helhet i tabellform. Huvudämnena presenteras enligt konventionellt sätt som oxider där allt järn har räknats om till FeO även om järnet förekommer i många olika konstellationer. Spårämnen presenteras i en egen del som rena element, också på konventionellt sätt. För att kunna jämföra de olika ämnena har diagram använts där huvud- och/eller spårämnen har jämförts parvis eller där proportionerna mellan några har jämförts med proportioner av andra. Ett mindre urval av dessa kommer att presenteras i rapporten. Urvalet av ämnen är baserat dels på dem som utmärker sig i resultaten på ett eller annat sätt eller med hjälp av referensdata där ett eller flera ämnen har lyfts fram som speciellt högt eller lågt i den geokemiska atlasen (Ottesen m.fl. 2000). I ett inledande skede av utvärderingsarbetet har data från 10 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

11 tidigare analyser av andra författare också inkluderats från samma regioner. Bland dessa finns data presenterade i Buchwald (2005) från bl.a. Oppland och Aust-Agder samt flera rapporter av Espelund och medarbetare från främst Gråfjell, Hedmark och några lokaler i Aust- Agder (Espelund 2003, 2004, 2007, Espelund & Nordstrand 2003). Dessa referensdata innehåller främst huvudelement och är därför inte direkt jämförbara när spårelement ska inkluderas och därmed har vi inte tagit med dem i diagrammen. De visade sig dock ligga inom samma storleksordning som de nu erhållna värdena utom i några enstaka fall. Referensdata som dock har inkluderats i diagrammen är de som tidigare har utförts av GAL på slagger från Gråfjell i Hedmark och Rødbøl i Vestfold, där samma metoder har tillämpats (Grandin m.fl och 2005, Andersson m.fl. 2006, Andersson & Grandin 2008). Resultat Inledningsvis beskrivs varje plats i korthet med informationen som har tillhandahållits av uppdragsgivaren (PM B. Rundberget). Varje slagg som har granskats beskrivs därefter summariskt för att få en inblick i vad som har analyserats. De kemiska analysresultaten behandlas slutligen i ett separat avsnitt. De analyserade slaggerna Haglebu, Sigdal kommune, Buskerud C56041/21 I fyndposten ingår 6 bitar tappslagg. De kommer från blästugn S4 som var lerbyggd med kantställda hällar. Från ugnen utgick en nedgrävd tappränna där det låg porös tappslagg. Ugnen är daterad till AD I fyndet ingår sex stycken slaggbitar av samma typ, möjligen är flera av dem från ursprungligen samma slagg. Den större slaggen är relativt platt och plan. Den har en tydlig flytstruktur på både ovan- och undersidan med tydligt urskiljbara slaggflöden. På undersidan finns material från underlaget fastkittat. Flera av de mindre slaggbitarna i fyndposten utgörs av enstaka slaggflöden. Två av dem är något mörkare än de övriga fyra. Den större, av den ljusare varianten (prov A) är omagnetisk, har en vikt på 162 g, och oregelbunden i formen ca mm. En mindre, av den mörkare typen (prov B) är också omagnetisk, oregelbunden i formen, ca mm och väger 9 g. I snitt av prov A framträder en sammansättningsmässigt homogen slagg. kontakterna mellan de olika slaggflödena kan urskiljas främst med hjälp av pormängd och porform. I några slaggflöden finns långsmala porer som är vinkelrätt orienterade mot slaggens ytterkant. I andra är hålrummen mer rundade. Slaggen är sannolikt tämligen rik på olivin, dvs. dess totala järninnehåll är lägre än i wüstitrikare slagger. Prov B är något mörkare än prov A och innehåller sannolikt mindre mängd olivin. Den är homogen i sammansättning, tämligen tät med enstaka hålrum endast närmast ytterkanten. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 11

12 C56041/27 Tappslagg (Fig. 1) från slagghög S5 som hör till ugn S4. I slagghögen fanns krossad tappslagg, enstaka fragment av bottenslagger, schaktväggsfragment och stenar. De två slaggerna är båda tappslagger av liknande karaktär med tydlig flytstruktur på såväl ovan- som undersidan med flera pålagrade slaggflöden. Den ena slaggen har stelnat mot sandigt/grusigt underlag som delvis har kittats fast. Denna väger 172 g, är oregelbunden i formen, ca mm stor och omagnetisk. Den andra slaggen har sannolikt stelnat mot överytan på en tidigare utrunnen slagg och har formats efter denna men även delvis brutit sönder ett tidigare slaggflöde vars fragment sitter fast i bottenytan. Denna väger 136 g, är oregelbunden i formen, ca mm stor och omagnetisk. I tvärsnitt är den homogen i sammansättning. Slaggflödena kan urskiljas främst genom variation i porförekomst. Dessa är vanligen få, men enstaka större förekommer i centrala delar av respektive flöde. Slaggen som stelnat mot en annan slagg har valts för analys. Figur 1. Tappslagg från C56041/27, Haglebu. C56041/28 Tappslagg från slagghög S5 som hör till ugn S4 Omagnetisk, vikt 272 g, oregelbunden, ca mm, fragment av ursprungligen större. Slaggen är uppbyggd av flera tydligt pålagrade slaggflöden. På undersidan syns sporadiskt ur underlaget har kittats eller smält fast. På överytan syns hur flera av slaggflödenas allra yttersta skikt har stelnat och bildat ett skinn. Slaggen har fortsatt att rinna under dettas skikt och delvis skapat ett tomrum där skinnet har sjunkit ner. I tvärsnitt ser man att slaggen sammansättningsmässigt är homogen. Här syns tydligt flera pålagrade slaggflöden som är tämligen platta. Centralt i några av dem finns större hålrum men i övrigt förekommer endast små porer. 12 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

13 Breive Hovden, Bykle kommune, Aust-Agder C55678/48 Ett större slaggstycke med flytstruktur, tappslagg, från S2016, en schaktugn med ränna för slaggtappning. Omagnetisk, vikt 300 g, oregelbunden, ca mm, fragment av ursprungligen större. En plan och platt slagg med tydlig flytstruktur på ovansidan. På undersidan kan mindre flöden urskiljas och dessa har stelnat mot sandigt/grusigt/lerigt underlag. Enstaka kolavtryck finns i botten. Längs en ytterkant, en långsida, förekommer mer trögfluten slagg. I tvärsnitt framträder en slagg som är homogen i sammansättning. Endast i botten finns inslag av fastsmält material. Inga tydliga kontakter kan urskiljas mellan slaggflödena med blotta ögat. Enstaka stora hålrum finns centralt, för övrigt endast små porer. Figur 2. Tappslagg från C55678/56, Breive. C55678/56 Ett större slaggstycke med flytstruktur, tappslagg (Fig. 2), från slagghög S2004. Omagnetisk, vikt 333 g, oregelbunden främst bottenytan, ca mm, fragment av ursprungligen större. Plan och platt slagg med tydlig flytstruktur på den plana ovansidan. Ett fåtal större slaggflöden bygger upp slaggen. På undersidan finns fler små slaggflöden, avtryck av små kolstycken och här finns en liten mängd fastsmält material från underlaget. Undersidan är svagt konvex. I tvärsnitt framträder en slagg där kontakter mellan de olika slaggflöden som syns på ytan endast är mycket diffusa. Slaggen är överlag homogen i sammansättning. Den varierar i fråga om pormängd. I botten förekommer endast en liten mängd hålrum, centralt är de få och stora och överst är de fler men mindre i storlek. Godtstøylbekken Hovden, Bykle kommune, Aust-Agder 55644/8 Slagger från S1003, en schaktugn med slaggtappning. Provet från botten av ugnen. Bland slaggbitarna finns de som har flytstruktur och kan definieras som tappslagg. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 13

14 Slaggen i det uttagna provet är oregelbunden i formen och har inga tydliga tappslaggsliknande drag. Flera tunnare slaggflöden kan dock urskiljas i flera olika riktningar. Dessa har stelnat runt kolstycken som har lämnat avtryck. Omagnetisk, vikt 104 g, oregelbundet rund, ca mm, fragment av ursprungligen större. I tvärsnitt framträder en homogent uppbyggd slagg. Kontakten mellan de olika slaggflödena/slaggsträngarna kan diffust urskiljas men sammansättningen förefaller vara densamma i alla. Endast pormängd och porstorlek varierar men slaggen är genomgående tämligen porös /27 I fyndet finns en större och en mindre slagg av samma typ. Den större (prov A) är omagnetisk, har en vikt på 361 g, är oregelbunden, ca mm stor och fragment av ursprungligen större. Den mindre (prov B) har en vikt på 42 g, är oregelbunden, ca mm stor och fragment av ursprungligen större Den större slaggen (A) har en plan och tydlig flytstruktur på ovansidan med ett fåtal större slaggflöden (Fig. 3). På undersidan syns slaggflöden mindre tydligt. Slaggen har stelnat mot underlag som gett avtryck men nästan inget har fastnat. Prov B är av samma typ. I tvärsnitt av prov A framträder en slagg som är homogen i sammansättning och innehåller små droppar av metalliskt järn. Enstaka stora och ovala hålrum förekommer främst i slaggens centrala delar. För övrigt är hålrummen betydligt mindre. Prov B har samma utseende som prov A men saknar större hålrum. Figur 3. Tappslagg A från 55644/27, Godtstøylbekken. Rødbøl, Larvik kommune, Vestfold På platsen, lokalitet 19, har en järnframställningsplats, C55084, undersökts. Ingen ugn påträffades och slaggen kommer från en slagghög. Slaggerna är av typen tappslagg såväl som bottenslagg, där en av dem innehåller båda komponenterna. De tre tappslaggerna är uppbyggda av tämligen stora slaggflöden och är inte lika platta och plana som slaggerna från t.ex. Aust-Agder. Den största väger 216 g och är mm stor. 14 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

15 Tappslagg nr 1 Tappslagg nr 1 utgörs huvudsakligen av ett större homogent slaggflöde (Fig. 4). Generellt förekommer få porer men enstaka större finns. Tappslagg nr 2 Tappslagg nr 2 uppvisar i snitt tydligare kontakter mellan flera slaggflöden men dessa är homogena i sammansättning. Enstaka större hålrum förekommer centralt men i övrigt förekommer även mindre porer. Tappslagg nr 3 Tappslagg nr 3 har inte delats men förefaller domineras av ett slaggflöde. Figur 4. Två tappslagger, Rødbøl. Kombinerad slagg Slaggen som består av både tappslagg och bottenslagg, kombinerad slagg, är uppbyggd av en större och flera mindre slaggflöden. Slaggen har stelnat mot vägg (?) och är delvis trögfluten. Den är omagnetisk, väger 555 g och är ca mm stor. I tvärsnitt uppvisar den drag som är karaktäristiska för en bottenslagg med en större homogen slaggvolym. Den har en jämn fördelning av porer och här finns också ett inneslutet kolstycke. Bottenslagg Bottenslaggen har en plan överyta och en konvexe botten med mycket sandigt material närmast ytterkanten. Längs kanten finns ett magnetiskt område men i övrigt är slaggenomagnetisk. Den väger 287 g och är mm stor, men är fragment av ursprungligen större slagg. I tvärsnitt är den homogen i sammansättning men något lagrad med skikt som omväxlande är rika eller fattiga på hålrum. Dokkfløy, Gausdal kommune, Oppland Järnframställningsplats DR44 Järnframställningsplats DR44 är av typen IIIB. På platsen fanns tre schaktugnar med varsin tillhörande slagghög. Datering tal. Slaggprov från slagghög. Del av bottenslagg. Slaggen är skålformad på såväl över- som undersidan. På överytan har ett tunt yttre skinn stelnat och sedan delvis deformerats och dragits ihop. I botten finns enstaka tunna trögflutna slaggsträngar och sandigt/grusigt material har smält fast. Här finns också kolstycken och kolavtryck. I snitt Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 15

16 framträder en homogen slagg med relativt riklig mängd av små droppar av metalliskt järn och en liten ansamling av järn längs en ytterkant nära botten. Slaggen är rik på porer som är speciellt långsmala vinkelrätt mot botten. Slaggen är troligen grovkornig (stelnat långsamt) och olivinrik. Slaggen är omagnetisk, väger 280 g och är mm stor. Järnframställningsplats DR75 Från järnframställningsplats DR75 kommer slaggen från platsens yngre fas, vikingatid, som består av två ugnar och två slagghögar. Slaggen är hämtad från en slagghög. I fyndposten finns tre mindre slaggfragment av tappslagger med tydlig flytstruktur (Fig. 5). Undersidan har stelnat mot sandigt/grusigt underslag som också delvis har smält fast. På översidan framträder slätare överytor på respektive slaggflöde. Slaggerna väger totalt 73 g, varav den största (prov A) 36 g. Denna är oregelbunden ca mm stor. En mindre slagg (prov B) väger 14 g och är ca mm stor. I tvärsnitt är båda slaggerna homogena i sammansättning. Inga tydliga kontakter kan urskiljas mellan flödena. Lokalt framträder tydliga större hålrum. Figur 5. Tappslagg från DR75, Dokkfløy. Beitostølen, Øystre Slidre kommune, Oppland Flera järnframställningsplatser är undersökta på Beitostølen. De är daterade till medeltid; tal, men de flesta förefaller vara koncentrerade och 1200-talen. Järnframställningsplats R24 undersöktes Den bestod av 3 kolgropar, en slagghög och två ugnar. Två dateringar faller inom tidsrummet Platsen har flera karaktäristiska drag som liknar de på Dokkfløy (typ IIIB och IIIC) men det finns också skillnader. Två fyndposter från ugn 1 har undersökts. Slagg från botten Den ena slaggen är benämnd bottenslagg. Den är relativt porös och trögfluten med delvis glasiga ytor. Inga tydliga slaggflöden kan urskiljas, inte heller ursprungliga begränsningsytor. Slaggen är huvudsakligen omagnetisk men lokalt magnetisk Den väger 169 g och är ca mm stor. 16 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

17 I tvärsnitt framträder ett svart glasigt poröst material med stenar och/eller bergartsfragment och flera centimeterstora koncentrationer av metalliskt järn. Ytterligare ett snitt gjordes som uppvisar mindre mängde sten men större andel metalliskt järn som är svampigt i formen. Med tanke på den stora metallhalten och förekomsten av stenar är stycket inte lämpligt för kemiska analyser för att jämföra slagger. Slagg från slaggränna Den andra slaggen från ugn 1 kommer från ugnens slaggränna. Slaggen utgörs av delar av ett slaggflöde som har förgrenats i två flöden (Fig. 6). Slaggen är plan och platt och tämligen tunn, som mest ca 10 mm. Den är ca 85 mm lång och 45 mm bred. På ovansidan syns en tydlig flytstruktur, på bottenytan finns delar av underlaget fastkittat eller fastsmält. I tvärsnitt framträder en slagg med homogen sammansättning som är tämligen rik på jämnstora, men små, porer. Enstaka droppar av metalliskt järn har också noterats. Figur 6. Tappslagg från slaggränna, Beitostølen. Borgen, Sør-Fron kommune, Oppland På platsen finns en järnframställningsplats från äldre järnålder. Ursprungligen var framställningsplatsen omfattande men stora delar av slaggen togs bort och användes som vägfyllning på 1960-talet. Det rapporteras om stora slaggklumpar i området runt stugtomter. Slaggen kommer från en lokal med identitet I fyndposten finns en omagnetisk, oregelbunden slaggklump, mm stor, med vikt 97 g. Slaggen är uppbyggd av flera tunnare slaggflöden, snarare av ugnsstelnad stearinslaggskaraktär än tappslaggstyp. Slaggen har stelnat runt kolstycken som är åtminstone ca mm stora. På slaggens ytterkant finns på en sida också gråbränd lera. I tvärsnitt framträder en slagg som är homogent uppbyggd och relativt rik på små porer. Enstaka större hålrum förekommer också men dessa är från kolavtrycken. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 17

18 Tabell 1. Slagger som har valts ut för kemisk analys. Lokal Provbenämning Provvikt för analys (g) Haglebu, Buskerud C56041/21A 44 Haglebu, Buskerud C56041/21B 5 Haglebu, Buskerud C56041/27 40 Haglebu, Buskerud C56041/28 64 Breive Hovden, Aust-Agder C55678/48 69 Breive Hovden, Aust-Agder C55678/56 68 Godtstøylbekken Hovden, Aust-Agder Godtstøylbekken Hovden, Aust-Agder Godtstøylbekken Hovden, Aust-Agder C55644/8 44 C55644/27A 64 C55644/27B 30 Rødbøl, Vestfold Tappslagg 1 64 Rødbøl, Vestfold Tappslagg 2 81 Rødbøl, Vestfold Kombinerad slagg 97 Rødbøl, Vestfold Bottenslagg 74 Dokkfløy, Oppland DR44 62 Dokkfløy, Oppland DR75A 10 Dokkfløy, Oppland DR75B 9 Beitostølen, Oppland R24r 21 Borgen, Oppland Analysresultat Resultaten från analyserna återges i sin helhet i tabellform (Tabell 2). Huvudämnena presenteras enligt konventionellt sätt som oxider där allt järn har räknats om till FeO även om järnet förekommer i många olika konstellationer. Spårämnen presenteras i en egen del som rena element, också på konventionellt sätt. För att kunna jämföra de olika ämnena har diagram använts där huvud- och/eller spårämnen har jämförts parvis eller där proportionerna mellan några har jämförts med proportioner av andra. Järn och kisel Bland huvudämnena är det vanligen järn och kisel som förekommer i högst halter. Dessa är dock inte speciellt användbara för att spåra vilken region som slaggerna kommer från. De är snarare ett indirekt mått på järnframställningens effektivitet och teoretiskt resulterar detta generellt i en högre halt av kisel i slaggen ju mer järn som har utvunnits som metall för en och samma järnhalt i en malm. Andra huvudelement, t.ex. aluminium, kalcium och kalium kan förekomma såväl i malmer som i ugnsväggar och bränsle och bidra med komponenter till slaggen. Bidraget från annat än malm bedöms ofta som marginellt men ska inte underskattas. Vi går dock inte in närmare på dessa frågor i denna undersökning. 18 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

19 8 6 Västra Danmark Norge + Sverige Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Hedmark, Gråfjell Sverige Al 2 O 3 /CaO 4 2 Östra Danmark K 2 O/MgO Figur 7. Förhållandet mellan aluminium och kalcium jämfört med förhållandet mellan kalium och magnesium i slagger från de olika undersökta regionerna. Linjerna och indelningen är hämtade från Buchwald och Wivel (1998). Aluminium, kalcium, kalium, magnesium och kisel I en strävan att kunna urskilja större ursprungsområden från varandra har bland annat Buchwald och Wivel (1998) och Buchwald (2005) jämfört kvoter mellan flera av huvudelementen i slagger och slagginneslutningar och kunnat särskilja slagger från Danmark (två regioner), Sverige samt Sverige och Norge i en gemensam grupp. Om man tillämpar samma kvoter på de nu aktuella områdena ser vi att några av slaggerna hamnar inom samma intervall som i de tidigare studierna men även att andra alternativ finns. Om vi inledningsvis betraktar diagrammet med kvoten Al 2 O 3 /CaO mot K 2 O/MgO (Fig. 7) hamnar de flesta slaggerna från de sydligaste delarna, och flera från Hedmark och Oppland inom den definierade gränsen för Norge och Sverige. Men, ett stort antal, främst från Hedmark har ett betydligt högre värde på K 2 O/MgO som placerar dem i gruppen slagger från Sverige. Vi har inte specialstuderat varje slagg utan betraktat dem som grupp men tydligt är att dessa delvis nya data reviderar tidigare regionindelningar. Landsgränserna är troligen inte heller helt lämpliga för att kunna skapa gränser utan man får ta hänsyn till de geologiska miljöerna, dvs. såväl den underliggande berggrunden som jordarter och vattendrag där malmer har transporterats och avsatts. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 19

20 Om vi ersätter Al 2 O 3 /CaO med SiO 2 /Al 2 O 3 (Fig. 8) och jämför med Buchwalds tidigare resultat (2005 s. 246) ser vi att den övre gränsen för denna kvot på knappt 6 för slagger från Norge kan justeras uppåt något, dock inte i så hög grad att den når upp i de betydligt högre nivåerna från danska slagger. I vårt fall är det dock viktigare att se om det är möjligt att justera skalan och kunna urskilja olika norska regioner med hjälp av dessa ämnen och kvoter. Det framkommer dock ingen uppenbar gruppering men slaggerna från Vestfold och Buskerud tenderar att ha en positiv korrelation mellan Al 2 O 3 /CaO och K 2 O/MgO (Fig. 7) som saknas i det mer varierade materialet från Hedmark. De absoluta halterna av aluminium är generellt lägre i Hedmark än i Aust-Agder och Buskerud även om enstaka avvikelser förekommer. Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Hedmark, Gråfjell 8 6 Danmark SiO 2 /Al 2 O 3 Norge Sverige K 2 O/MgO Figur 8. Förhållandet mellan kisel och aluminium jämfört med förhållandet mellan kalium och magnesium i slagger från de olika undersökta regionerna. De streckade linjerna markerar tidigare observerade sammansättningsgränser i slagginneslutningar i järnföremål från de tre länderna (Buchwald 2005). Mangan, fosfor, magnesium, titan och relaterade spårämnen Ämnen som vanligen, men inte alltid, förkommer i lägre halter i slagger och som framförallt kan knytas till malmen är mangan, fosfor, magnesium och titan. Dessa förekommer i allt från någon tiondels viktsprocent (som oxid) till någon eller några procent. Mangan är dock ett 20 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

21 undantag då det förekommer i betydligt högre halter i främst slaggerna från Hedmark (upp till drygt 20 viktsprocent). Mangan är kemiskt sett besläktat med järn och beter sig som järn vid transport och avsättning som malm. Såväl mangan som magnesium och titan speglar huvudsakligen de bergarter som finns i regionen och som har gett upphov till de bildade lösa malmerna som har använts i järnframställningen. Vi har valt att presentera ämnena i absoluta halter och inte kvoter. Det innebär att om de är korrelerade med varandra så kommer en högre halt av ett ämne medföra en högre halt av det andra i diagrammet och man kan följa en linje genom flera punkter. TiO 2 (viktsprocent) Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, MgO (viktsprocent) Figur 9. Jämförelse av slaggernas innehåll av magnesium och titan. De olika symbolerna för slaggerna från Gråfjellsområdet representerar olika framställningsplatser inom området. De mörkt gröna kommer från södra delarna, de lila från nordligare delar (se text om manganinnehåll). Slaggerna från Breive och Godtstøylbekken har generellt högre halter av både titan och magnesium än vad slaggerna från Gråfjell, Rødbøl och Dokkfløy har. Magnesium och titan Om vi börjar med att jämföra magnesium och titan (Fig. 9) ser vi en generell trend för hela det undersökta materialet men om vi går in i detalj kan man urskilja flera linjer som inte är parallella. Till exempel har slaggerna från Haglebu en brantare lutning på linjen än slaggerna från Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 21

22 Breive och Godtstøylbekken. De senare har dock generellt högre halter av både titan och magnesium än vad slaggerna från Gråfjell, Rødbøl och Dokkfløy har. Slaggerna från Gråfjell varierar över ett större intervall och överlappar de från Røbøl. Allra högst halter har två slagger från Oppland, i form av en från Borgen och en från Beitostølen. Såväl magnesium som titan är vanliga ämnen i basiska bergarter och sådan förekommer bland annat i södra delarna av Norge. Buchwald har i sin studie av slagger och slagginneslutningar (2005) noterat tämligen höga titanhalter i slagginneslutningar från området kring Dokkfløy (från äldre järnålder). I vår studie ser vi att det finns även andra regioner, överensstämmande med bergartsförekomsterna, som har titanhalter på liknande nivåer. Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, TiO 2 (viktsprocent) V (mg/kg) Figur 10. Jämförelse av slaggernas innehåll av vanadin och titan. Slaggerna från Gråfjell har lägst halter av såväl titan som vanadin. Slaggerna från Rødbøl har en betydligt högre halt av vanadin. Slaggerna från Haglebu i Buskerud har låg vanadinhalt jämfört med slagger från Brevie/Godtstøylbekken i Aust-Agder på liknande titanhalt. 22 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

23 Titan, vanadin, krom och kobolt Ovan såg vi att det fanns korrelation mellan magnesium och titan i slaggerna. Vi noterade också en överlappning mellan halterna i slaggerna från Gråfjell och Rødbøl. Om vi jämför titaninnehållet med vanadinhalten (Fig. 10) får vi emellertid en tydligare uppdelning eftersom slaggerna från Gråfjell har lägst halter av såväl titan som vanadin. Slaggerna från Rødbøl har visserligen titanhalter av samma storleksordning, men de har en betydligt högre halt av vanadin. Motsvarande skillnad kan vi se mellan slaggerna från Haglebu och Brevie/Godtstøylbekken som alla har likartade titanhalter (som är högre än i Gråfjell och Rødbøl) men där de från Haglebu har en lägre vanadinhalt än de andra. Slaggerna från Oppland, dvs. de tre från Dokkfløy samt en från Beitostølen och en från Borgen är svårare att gruppera med avseende på titan och vanadin. Om vi istället jämför vanadin och krom (Fig. 11) ser vi att alla dessa från Oppland hör till slagger som har en relativt hög kromhalt i kombination med tämligen höga vanadinhalter, där de flesta andra slagger har lägre kromhalt. Om vi betraktar kobolt, som är ett ämne som har noterats i några järnföremål från Gråfjell (Grandin m.fl och Grandin 2009) ser vi att kobolt i de allra flesta fall förekommer i låga halter i samtliga regioner, även i Gråfjellsområdet (Fig. 12). Men enstaka slagger från Gråfjell, framförallt från järnframställningsplats 7 har betydligt högre kobolthalter. Bland malmerna från Gråfjell som har analyserats finns det också enstaka, bl.a. från samma järnframställningsplats, som har förhöjda kobolthalter (Grandin m.fl och 2005, Andersson m.fl. 2006). Detta illustrerar tydligare att det finns variationer även inom en region Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Cr (mg/kg) Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, V (mg/kg) Figur 11. Jämförelse av slaggernas innehåll av vanadin och krom. De tre olika regionerna grupperar sig i varsina sammansättningsintervall. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 23

24 Oppland 160 Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu 120 Vestfold, Rødbøl Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, 34 Co (mg/kg) V (mg/kg) Figur 12. Jämförelse av slaggernas innehåll av vanadin och kobolt. Kobolthalten är genomgående låg. Endast ett fåtal slagger från Gråfjell har förhöjda halter. Mangan, fosfor, barium, kalium och rubidium De tidigare undersökta slaggerna från det omfattande järnframställningsområdet i Gråfjell i Hedmark uppvisade en stor variation vad gäller många ämnen och däribland manganhalten med en antydan till uppdelning mellan en högre manganhalt i södra delen och en lägre manganhalt i norra delen, även om avvikelser noterades. Därför har varje enskild järnframställningsplats noterats för sig i diagrammen för att lättare kunna följa manganets variation i relation till andra ämnen även inom Gråfjellsområdet. En stor del av de analyserade slaggerna från Gråfjell har manganhalter över 5 %, återgett som MnO. Endast slaggen från äldre järnålder i Borgen når upp till samma nivåer (Fig. 13). Allra lägst innehåll av mangan har slaggerna från Rødbøl i Vestfold. Slagger från Buskerud, Aust-Agder och de från Oppland placerar sig mellan slaggerna från Gråfjell och Rødbøl. Som nämnts ovan är mangan relaterat till järn och följer vanligen detta ämne i transport och malmbildning. I detta fall är det dock ingen idé att jämföra med järn eftersom det är det ämne som har utvunnits. Finns det då något annat som är korrelerat till manganinnehållet? Ett ämne som också noterades i slaggerna från Gråfjell är fosfor som i övriga slagger är mycket lågt. I alla slagger från Vestfold, Buskerud och Aust- Agder samt flera från Oppland är fosforhalten mindre än 0,5 % P 2 O 5, medan slaggerna från Gråfjell når upp till ca 3 %. Det är dock inte de slagger med högst manganhalt som har högst fosforinnehåll, snarare tvärtom, dock utan någon tydlig negativ korrelation (Fig. 13). 24 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

25 25 MnO (viktsprocent) Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, P 2 O 5 (viktsprocent) Figur 13. Jämförelse av slaggernas innehåll av fosfor och mangan. Slaggerna från Vestfoldregionen har låga halter av båda ämnena. Slaggerna från Gråfjell har högst halter av såväl mangan som fosfor. De högsta manganhalterna återfinns i områdets södra delar (mörkt gröna symboler) där fosforhalten generellt är som lägst. Manganhalten är dock positivt korrelerad med barium, dvs. ju högre manganhalt, desto högre bariumhalt (Fig. 14). Här följer slaggerna från Gråfjell, och den från Borgen ett band, snarare än en linje, i diagrammet för manganhalter över 5 %. De med lägre manganinnehåll har dock en liten parallellförskjutning till lägre manganhalt för samma bariumhalt. Samma trend följer slaggerna från Aust-Agder medan de från Vestfold möjligen har en något flackare lutning. Slaggerna från Dokkfløy och Beitostølen i Oppland har också en positiv korrelation mellan barium och mangan men med en annan lutning på linjen än slaggerna från Gråfjell. Även i flera undersökningar av järnframställningsplatser i södra Sverige har barium visat sig vara relaterat till manganhalten (t.ex. Forenius m.fl. 2005). Men, barium är också besläktat med kalium och kan förväntas samvariera med detta ämne. Ett diagram med dessa båda ämnen jämförda visar dock ingen korrelation. För slaggerna från Vestfold framträder istället att kaliumhalten varierar tämligen mycket för en relativt konstant bariumhalt. Det måste därmed finnas någon annan källa för barium, dvs. någon som är knuten till malmens mangan. Kalium Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 25

26 25 Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen 20 Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl 15 Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, 34 MnO (viktsprocent) Ba (mg/kg) 4 MnO (viktsprocent) Ba (mg/kg) Figur 14. Jämförelse av slaggernas innehåll av barium och mangan. Det övre diagrammet visar den stora spridning som finns främst i slaggerna från Gråfjell med höga halter av både mangan och barium. Det nedre diagrammet visar detalj ur rutan i det övre diagrammet. Här urskiljs lättare skillnaden mellan de övriga där slaggerna från Rødbøl har lägst halt av båda ämnena. 26 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

27 samvarierar istället, enligt förväntat, med rubidium om än på något olika nivåer i Hedmark jämfört med i de sydligaste delarna. De bariumhalter vi noterat i denna studie är dock inte överensstämmande med dem som rapporteras i den geokemiska atlasen (Ottesen m.fl. 2000) där det snarare är de sydligaste delarna som har högre bariumhalt i sedimenten som har analyserats för deras undersökning. Fosfor ur ytterligare ett perspektiv De noterbart höga fosforhalter som finns i ett stort antal av slaggerna från Gråfjell i Hedmark har inte heller någon motsvarighet i den tolkade geokemiska kartbild som presenteras för området (Ottesen m.fl. 2000). I denna förefaller snarare fosforhalterna vara tämligen låga. Det finns dock enstaka mätpunkter i Gråfjellsområdets närhet med förhöjd fosforhalt och sammanställningsdiagram för området visar dessutom att det finns högre fosforhalter inom regionen. För järnframställningens del skulle man teoretiskt kunna tänka sig att fosfor är tillsatt under processen för att påverka det järn som bildas, och därmed inte har någon korrelation med malmen. Analyser av malmer från Gråfjell (Grandin m.fl. 2005, Andersson 2006) visar dock att det finns fosfor även i dessa, i några fall även över 1% P 2 O 5 varför alternativet med tillsatt fosfor är mindre troligt. En sådan tillsättning skulle kunna ske med hjälp av ben vilket borde få en effekt av samtida förhöjd kalciumhalt men sådan kan inte heller ses i materialet. En förhöjd kalciumhalt skulle också kunna vara relaterat till förekomst av mineralet apatit men detta framträder därmed inte heller. Möjligen kan en litet tillskott av fosfor också fås från bränslet men inte av en sådan storleksordning som i dessa slagger. Sällsynta jordartsmetaller Andra ämnen som förekommer i slaggerna är de sällsynta jordartsmetallerna (lantan till lutetium). Några av dessa, lantan och cerium, är också analyserade i den geokemiska kartläggningen av sediment (Ottesen m.fl. 2000) och där påtalas att de högre halterna av dessa ämnen framförallt är knutna till granitiska bergarter i södra Norge. Dessa förhöjda halter visar sig också ha sin motsvarighet i slaggerna där de från Rødbøl har högst halt av båda ämnena (förutom en märkligt avvikande slagg från Gråfjell med ännu högre halter). Övriga analyserade slagger har en betydligt lägre halt av lantan och cerium men en förväntad positiv korrelation mellan dem eftersom de sällsynta jordartsmetallerna följer varandra som grupp (Fig. 15). Möjligen kan man se olika förhållanden mellan gruppen av tyngre (med högre atomnummer, Eu-Lu) respektive lättare jordartsmetaller (med lägre atomnummer, La-Sm) vilket speglar skillnader i anrikning och urlakning. Vi har illustrerat detta genom att jämföra den tyngre jordartsmetallen ytterbium med den lättare lantan. Där ser man en lutning på linjen för slaggerna från Rødbøl i Vestfold som visar en relativt lägre halt av ytterbium än övriga slagger som har brantare lutning på linjen (Fig. 16). Eventuellt kan även slaggerna från Buskerud särskiljas från de övriga ned hjälp av dessa ämnen. Andra ämnen som är karaktäristiska för granitiska områden är zirkonium som också förekommer i högst halter i de lantanrika slaggerna från Rødbøl. Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 27

28 600 Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl 400 Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, 34 Ce (mg/kg) La (mg/kg) Ce (mg/kg) La (mg/kg) Figur 15. Jämförelse av slaggernas innehåll av de sällsynta jordartsmetallerna lantan och cerium. Det övre diagrammet visar samtliga slagger där det tydligt framkommer att slaggerna från Rødbøl har de högsta halterna. En slagg från Gråfjell avviker också markant. De övriga slaggerna studeras bäst i det undre diagrammet som är en detalj ur rutan i det övre. Samtliga har en förväntat positiv korrelation mellan ämnena. 28 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning

29 8 6 Oppland Dokkfløy Beitostølen Borgen Aust-Agder, Breive Aust-Agder, Godstøylbekken Buskerud, Haglebu Vestfold, Rødbøl Yb (mg/kg) 4 2 Hedmark Gråfjell Jfp 5 Jfp 29 Jfp 7 Jfp 8 Jfp 13 Jfp 18 Jfp 33, La (mg/kg) Figur 16. Jämförelse av slaggernas innehåll av de sällsynta jordartsmetallerna lantan och ytterbium. Dessa båda är positivt korrelerade men inte i samma omfattning för slagger från olika regioner. Som exempel indikerar de två linjerna förhållande för slaggerna från Rødbøl längs den högra linjen, respektive för de flesta andra längs den vänstra brantare linjen. Tolkning och utvärdering Regionala kemiska skillnader Ett syfte med denna inledande undersökning var att ta reda på om det är möjligt att särskilja slagger från olika regioner med hjälp av deras kemiska sammansättning. Resultaten så här långt visar att det är rimligt att skilja olika regioner, i olika geologiska miljöer, från varandra men att det inom regionerna är svårare att entydigt hitta generella skillnader. Det är möjligt att använda vissa huvudämnen som en första indikator men dessa kan inte enskilt påvisa en viss region utan en kombination av flera ämnen i högre och lägre halter är avgörande för ett urskiljande. Vi har i denna undersökning belyst några kemiska ämnen som är användbara i vissa fall, och andra som är mindre lämpliga. De geologiska miljöerna vad gäller bergarter skiljer sig åt något vad gäller de olika regioner som de undersökta slaggerna kommer ifrån. I Oppland och Hedmark finns senprekambriska sedimentära bergarter. Järnframställningsplatserna i de sydligaste delarna ligger huvudsakligen i områden med gnejs och granit, men området kring Rødbøl i Vestfold Är det möjligt att proveniensbestämma det norska järnet? 29

30 30 UV Uppsala Rapport 2009:15. Geoarkeologisk undersökning utgörs av betydligt yngre granitiska bergarter än i Aust-Agder och Buskerud. Denna geologiska skillnad utgör en grund för de lokala malmernas sammansättning och därmed även slaggernas. Det innebär att det i utgångsläget finns en teoretisk möjlighet att återfinna kemiska skillnader mellan dessa regioner. Resultaten från analyserna har visat att slaggerna från olika regioner uppvisar flera karaktäristiska drag. De områden som tydligast utmärker sig är Gråfjell respektive Rødbøl. Trots att slaggerna från Gråfjell uppvisar stor variation och delvis överlappar slagger från andra regioner så handlar det om olika regioner för olika ämnen varför det ändå är möjligt att, genom att betrakta flera olika ämneskombinationer, kunna särskilja dem. I sammanfattning kan vi notera några viktiga observationer som grupperar och särskiljer områdena: I Vestfold och Buskerud finns en positiv korrelation mellan Al 2 O 3 /CaO och K 2 O/MgO. Slaggerna från Hedmark varierar mer oregelbundet med varierande Al 2 O 3 /CaO för samma K 2 O/MgO och tvärtom. Oppland har de lägsta K 2 O/MgOproportionerna. Generellt är aluminiumhalten lägre i Hedmark än i Aust-Agder och Buskerud. Slaggerna från Hedmark och Vestfold har lägre halt av titan och magnesium än övriga slagger. Slaggerna från Buskerud respektive Aust-Agder bildar två olika grupper som har samma titaninnehåll men olika magnesiuminnehåll. Innehållet av vanadin skiljer ut Hedmark från Vestfold, där slaggerna från Vestfold har betydligt högre vanadinhalt för samma titaninnehåll. Även med hjälp av vanadininnehållet kan man urskilja slaggerna från Buskerud från de från Aust- Agder. Kromhalten är högre i slaggerna från Oppland än i övrigt. Kobolthalten är mestadels låg, men enstaka slagger från Hedmark har förhöjd kobolthalt. Manganinnehållet är lägst i slaggerna från de sydligare delarna, speciellt i de från Rødbøl i Vestfold. Dessa har också lågt fosforinnehåll. Slaggerna från Gråfjell i Hedmark har genomgående stor variation i såväl mangan- som fosforinnehåll, men båda är generellt på en högre nivå än i de övriga områdena. Men, en slagg från Borgen i Oppland följer här slaggerna från Gråfjell snarare än andra från Oppland. För barium gäller motsvarande uppdelning som för mangan. Lantan, cerium, ytterbium och zirkonium skiljer tydligt ut slaggerna från Rødbøl i Vestfold med högre halter än de övriga. Det är mestadels vanskligt att särskilja slagger från Buskerud respektive Aust-Agder men med hjälp av kombinationen titan, magnesium och vanadin bör det vara möjligt Slaggerna från Oppland, dvs. de tre från Dokkfløy samt en från Beitostølen och en från Borgen uppvisar ingen samlad bild. Slaggen från Borgen har vissa likheter med slaggen från Gråfjell men den har markant högre halter av magnesium och